c - 重新实现 strlen (C)

Question

菜鸟警报:

出于学习目的，我被赋予了重新实现 strlen() 函数的任务，我得到了这样的想法:最好使用宏等函数而不是函数来完成此操作， 我的理由是，使用宏我不必处理将字符串传递给函数的问题。

你有什么想法？ 在这种情况下，创建适当的函数还是宏更好？

Answer 1

在编译程序时，宏只会展开一次。由于时间旅行不是 C 语言的一部分，因此程序的 future 执行不可能追溯更改宏的结果。因此，如果计算(例如计算字符串的长度)依赖于程序编译时未知的信息，则宏完全没有用处。除非字符串恰好是文字，否则就会出现这种情况。而且我敢断言，绝大多数情况下，所需长度的字符串在程序编译时并不存在。

清楚地了解宏的实际作用(在编译之前修改程序文本)将有助于避免诸如本问题中的建议之类的干扰。

在常量字符串文字上使用 strlen 有时会很有用，以避免将来修改字符串文字时可能引入的错误。例如，以下内容(测试 line 是否以文本 Hello 开头):

/* Code smell: magic number */
if (strncmp(line, "Hello", 5) == 0) { ... }

最好写成:

/* Code smell: redundant repetition, see below */
if (strncmp(line, "Hello", strlen("Hello")) == 0) { ... }

显然，如果可以在编译时执行一次计算，那么最好这样做，而不是在程序运行时重复执行。曾几何时，编译器还很原始，几乎无法理解控制流，担心这些事情是有道理的，尽管即使如此，许多手动优化对于所实现的微小好处来说也过于复杂。

如今，对于不成熟的优化器来说，甚至这个借口也无法使用。大多数现代 C 编译器都能够完美地用常量 5 替换 strlen("Hello");，这样库函数就不会被调用。实现这种优化不需要任何宏观魔法。

如前所述，示例中的测试仍然存在不必要的前缀字符串重复。我们真正想写的是:

 if (startsWith(line, "Hello")) { ... }

这里将 startsWith 定义为宏的诱惑非常大，因为看起来简单的编译时替换就足够了。应避免这种诱惑。现代编译器还能够“内联”函数调用；也就是说，将调用正文直接插入到代码中。

所以定义:

static int startsWith(const char* line, const char* prefix) {
  return strncmp(line, prefix, strlen(prefix)) == 0;
}

将与其等效的宏​​一样快，并且与宏不同的是，当使用具有副作用的第二个参数调用它时，它不会导致问题:

/* Bad style but people do it */
if (startsWith(line, prefixes[++i])) { doAction(i); }

内联调用后，编译器就可以继续应用其他优化，例如在前缀参数是字符串文字的情况下消除对 strlen 的调用。