3.10.4 Дублирование побочных эффектов

Многие программы на C определяют макрос min, для «минимума», вот так:

#define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))

Когда вы используете этот макрос с аргументом, содержащим побочный эффект, как показано здесь,

next = min (x + y, foo (z));

он расширяется следующим образом:

next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));

где x + y было заменено на X и foo (z) на Y.

Функция foo используется только один раз в операторе, как он отображается в программе, но выражение foo (z) было подставлено дважды в расширение макроса. В результате foo может быть вызвано дважды при выполнении оператора. Если оно имеет побочные эффекты или если его вычисление занимает много времени, результаты могут отличаться от ожидаемых. Мы говорим, что min является небезопасным макросом.

Лучшее решение этой проблемы — определить min таким образом, чтобы вычислить значение foo (z) только один раз. Язык C не предоставляет стандартного способа сделать это, но это можно сделать с помощью расширений GNU следующим образом:

#define min(X, Y)                \
({ typeof (X) x_ = (X);          \
   typeof (Y) y_ = (Y);          \
   (x_ < y_) ? x_ : y_; })

Запись ‘({ ... })’ создает составной оператор, который действует как выражение. Его значение — значение его последнего оператора. Это позволяет нам определить локальные переменные и назначить каждому аргументу одну. Локальные переменные имеют подчеркивания после своих имён, чтобы уменьшить риск конфликта с идентификатором более широкого охвата (полностью избежать этого невозможно). Теперь каждый аргумент вычисляется ровно один раз.

Если вы не хотите использовать расширения GNU C, единственное решение — быть внимательным при использовании макроса min. Например, вы можете вычислить значение foo (z), сохранить его в переменной и использовать эту переменную в min:

#define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
...
{
  int tem = foo (z);
  next = min (x + y, tem);
}

(где мы предполагаем, что foo возвращает тип int).