В чем плюсы и минусы макросов и макрофункций в C

Что проверяют

Понимаете ли вы, что макрос это текстовая подстановка препроцессора, а не функция. Тестировщику такой вопрос задают на проектах на C и во встроенных системах: важно, видите ли вы, какие ошибки макросы прячут от тестов. Следом часто просят найти баг в #define SQR(x) x*x.

Как отвечать

Бывают макросы-константы (#define BUF_SIZE 256) и функциональные макросы с параметрами (#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))). Те и другие раскрываются до компиляции.

Плюсы:

• нет вызова: код подставляется на место, хотя компилятор с оптимизацией так же встраивает static inline функции;
• любые типы: один макрос работает и с int, и с double;
• то, чего нет у функций: # превращает аргумент в строку, ## склеивает токены, __FILE__ и __LINE__ дают место вызова. На этом построены assert и макросы логирования;
• условная компиляция: #ifdef включает отладочный код или код под конкретную плату.

Минусы:

• нет проверки типов: ошибка всплывает в раскрытом коде, и сообщение компилятора указывает не туда;
• приоритет операций: SQR(a + 1) без скобок раскрывается в a + 1*a + 1;
• двойное вычисление: MAX(i++, j) может увеличить i дважды;
• нет области видимости: имя действует до #undef и конфликтует с чужим кодом;
• многострочные макросы: без обёртки do { ... } while (0) ломаются внутри if без фигурных скобок.

Для тестирования отсюда следует: каждый вариант условной компиляции это отдельная сборка, которую тоже надо прогонять; gcov считает макрос одной строкой и не показывает ветки внутри; раскрытый код смотрят через gcc -E. Альтернативы: static inline функции, enum и const для констант, _Generic из C11 для обобщённого кода.

Где спотыкаются

Называют функциональные макросы типобезопасными. Типобезопасны inline функции, макрос о типах не знает ничего.

Забывают про побочные эффекты аргументов. Тест с простыми значениями проходит, а с i++ поведение другое.

Считают, что макрос всегда быстрее функции. С оптимизацией разницы обычно нет, а функцию проще отлаживать.