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为什么C++代码中要谨慎使用min() 、max()、abs()

为什么C++代码中要谨慎使用min() 、max()、abs()

作者: 雯饰太一 | 来源:发表于2023-06-11 07:44 被阅读0次

    在 C++ 代码中,虽然可以使用 min()max()abs() 等函数来进行最小值、最大值和绝对值的计算,但需要谨慎使用它们的原因有以下几点:

    1. 名字冲突:min()max()abs() 是标准库中的函数名,但它们也可能与用户定义的变量、函数或宏冲突。为了避免命名冲突,有时候需要使用作用域解析运算符来明确指定使用的函数,如 std::min()std::max()std::abs()

    2. 潜在的宏定义:这些函数名也被广泛用作宏定义,其定义方式可能与标准库提供的函数不同,例如使用宏展开来实现,而不是真正的函数调用。这可能导致预期之外的行为或潜在的问题。

    3. 类型不匹配:这些函数在处理不同类型的数据时,可能会出现类型不匹配的问题。例如,min()max() 函数对于某些特殊类型的比较可能会导致不正确的结果,或者对自定义类型的比较可能需要自定义比较函数或运算符重载。

    4. 潜在的副作用:这些函数在实际调用时可能具有副作用,例如在宏定义中可能会有一些附加操作。这可能对代码的可读性、可维护性和可预测性产生负面影响。

    为了避免这些潜在的问题,有时候可以考虑使用其他方式来实现最小值、最大值和绝对值的计算,例如使用条件表达式、标准库中的其他函数或自定义的函数,以便更加清晰、准确和可控地进行数值操作。同时,对于特定的数据类型和需求,也可以根据具体情况自行实现相应的最小值、最大值和绝对值的功能。

    如何规避

    使用静态方法重写这几个函数,如下:

    static inline double _fun_max_d(double a, double b) {
      return a > b ? a : b;
    }
    

    静态内联函数

    静态内联函数(static inline 函数)具有以下优势和劣势:

    优势:

    1. 减少函数调用开销:内联函数在编译时会被直接插入到调用处,而不是通过函数调用的方式执行。这可以减少函数调用的开销,包括参数传递、栈帧的创建和销毁等操作。

    2. 提高执行速度:由于内联函数直接插入到调用处,避免了函数调用的开销,因此可以提高程序的执行速度。对于短小的函数代码,内联可以减少跳转和返回的开销。

    3. 编译器优化:内联函数可以为编译器提供更多的优化机会。编译器可以在编译时对内联函数进行优化,例如常量折叠、循环展开等,以提高代码执行效率。

    劣势:

    1. 代码膨胀:内联函数会将函数体插入到调用处,这可能会导致代码膨胀。对于函数体较大的函数,内联会增加可执行文件的大小,可能会导致缓存命中率下降,从而降低性能。

    2. 增加可执行文件大小:由于内联函数会被复制多次插入到调用处,因此会增加可执行文件的大小。如果有多个调用点,内联函数的多个副本可能会导致代码冗余。

    3. 编译时间增加:内联函数需要在每个调用点进行展开,这可能会增加编译时间,特别是对于较大的内联函数或在多个源文件中频繁调用的内联函数。

    静态内联函数在适当的情况下可以提供性能优势,减少函数调用开销并提高执行速度。然而,需要根据具体的情况权衡优劣,并根据实际需求和性能测试来决定是否使用内联函数。在一些情况下,编译器会自动进行内联优化,因此显式声明内联函数并不总是必要的。

    补充一个小知识点:使用printf输出地址

    要在 C 语言中打印变量的地址,可以使用 %p 格式说明符和 & 运算符来实现。以下是一个示例:

    #include <stdio.h>
    
    int main() {
        int num = 42;
        float pi = 3.14159;
        char ch = 'A';
    
        printf("Address of num: 0x%p\n", (void*)&num);
        printf("Address of pi: 0x%p\n", (void*)&pi);
        printf("Address of ch: 0x%p\n", (void*)&ch);
    
        return 0;
    }
    

    上述代码中,%p 格式说明符用于打印地址,(void*) 强制转换将地址转换为 void* 类型,以与 %p 保持一致。使用 & 运算符可以获取变量的地址。每个变量的地址都会被打印出来。

    注意,打印地址时需要将地址转换为 void* 类型,因为 printf 函数的参数类型是可变的,需要使用 void* 类型来接受地址参数。

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