这个MIN宏如何工作?

如果这是一个愚蠢的问题,请原谅我。 我似乎无法弄清楚以下MIN宏是如何工作的:

#define MIN(x, y) (y) ^ ((x ^ y) & -(x < y)) 

宏是一个预处理器指令,意味着无论在何处使用它,它都将被相关的代码段替换。

如果你在你的MIN宏编辑,我或这里的其他人应该能够帮助解释它。

例:

 #include #define PLUS + int main() { printf("%d", (1 PLUS 3)); } 

这应该只输出4

编辑

让我们分解你的宏..

我们有,

 (y) ^ ((x ^ y) & -(x < y)) 
  • 我们来看最后一部分, (x < y) 。 如果x小于y ,则为1否则为1 。 因此,如果x小于0 ,则-(x < y)将为0xffffffff

  • 所以现在, ((x ^ y) & -(x < y))变为((x ^ y) & 0xffffffff) ,即(x ^ y) ,如果x小于y,则((x ^ y) & 0) ,即0否则。

  • 因此,如果x更小并且(y) ^ 0 ,即y ,则整个宏变为(y) ^ (x ^ y) ,即x 。 这确实是所需的MINfunction。

如果x小于y,则:

  • (x < y)是1。
  • -(x < y)是-1。
  • ((x ^ y) & -(x < y))((x ^ y) & -1) ,它是(x ^ y) ,因为(anything & -1) == anything ,因为-1都是'1'位。
  • y ^ (x ^ y)x ,因为XOR是可交换的,y是抵消的。

如果y小于或等于x,则:

  • (x < y)为0。
  • -(x < y)为0。
  • ((x ^ y) & -(x < y))((x ^ y) & 0) ,它是0 ,因为(anything & 0) == 0 ,因为0都是'0'位。
  • y ^ 0y

宏当前有一个严重的错误:它需要围绕外部表达式使用括​​号,否则当在其他表达式中使用时,它将遇到具有运算符优先级的混乱。 例如, MIN(2, 3) * 4当前扩展为(3) ^ ((2 ^ 3) & -(2 < 3)) * 4 ,其计算结果为7,而不是正确的8,因为乘法是在最终的XOR之前完成。 为同一个原因在每个参数替换周围加上括号也是一个好主意:

 #define MIN(x, y) ((y) ^ (((x) ^ (y)) & -((x) < (y)))) 

只有当平台使用两个补码整数时,宏仍然有效,并且它可能不比MIN的明显定义快得多:

 #define MIN(x, y) ((x) < (y) ? (x) : (y)) 

注意,如果x < y-(x < y)将仅为0。 所以这相当于:

 y ^ 0 

哪个是你。

  • <没有特殊意义,它意味着小于

除了其他人在评论中发布的解释之外,当扩展宏时多次评估参数时,您还应该注意宏中的副作用。

MIN(x,y)的通常C风格定义的情况下(例如,如@Boann所指出的),注意x, y都被扩展两次 。 您的原始定义将x展开两次,然后展开三次。 在没有进入序列点和短路评估的情况下,让我们说结果可能是不可预测的,至少可以说(甚至可能因编译器而异)。 这是许多C ++程序员认为预处理器宏是邪恶的原因之一。

要查看此操作,请使用MIN(x++, y++)尝试这两个定义。 对于一个更加邪恶的可能性,考虑一下

 result = MIN( x, ShouldOnlyBeCalledOnce_BecauseThisFunctionHasSideEffects(y)); 

虽然预处理器仍然确实有它的位置(并且你可以用它做任何其他方式无法完成的事情),特别是使用C ++通常是一个好主意,以确定非预处理器解决方案是否出现。
例如:随着重载,C ++实现最初给了我们像

 int min(int x, int y) { return (x < y) ? x : y); } some_other_type min(some_other_type x, some_other_type y) { return (x < y) ? x : y; } 

模板给了我们更多,如:

 template  const T& min (const T& a, const T& b) { return !(b < a) ? a : b; } 

宏的便利性,但没有参数扩展多次时可能出现的副作用。 顺便说一句,如果你想知道测试的原因是什么!( b < a) ? a : b; !( b < a) ? a : b;(a < b) ? a : b; (a < b) ? a : b; ,这是因为if (a == b) ,应返回a,并且因为less-than是需要为给定类型定义的唯一关系,以支持各种容器(除其他外)。