c - 如何在 C 中解析链接的宏？

Question

如果我想使用预处理器 #define 语句来轻松定义和计算常量和常用函数，并利用较少的 RAM 开销(与使用 const 值相反) ).但是，我不确定如果一起使用许多宏，它们是如何解决的。

我正在设计自己的 DateTime 代码处理，类似于 linux 时间戳，但适用于具有代表 1/60 秒的滴答更新的游戏。我更愿意声明链接的值，但想知道硬编码值是否会执行得更快。

#include <stdint.h>

// my time type, measured in 1/60 of a second.
typedef int64_t DateTime;

// radix for pulling out display values
#define TICKS_PER_SEC  60L
#define SEC_PER_MIN    60L  
#define MIN_PER_HR     60L
#define HRS_PER_DAY    24L
#define DAYS_PER_WEEK   7L
#define WEEKS_PER_YEAR 52L

// defined using previous definitions (I like his style, write once!)
#define TICKS_PER_MIN    TICKS_PER_SEC * SEC_PER_MIN
#define TICKS_PER_HR     TICKS_PER_SEC * SEC_PER_MIN * MIN_PER_HR
#define TICKS_PER_DAY    TICKS_PER_SEC * SEC_PER_MIN * MIN_PER_HR * HRS_PER_DAY
// ... so on, up to years

//hard coded conversion factors.
#define TICKS_PER_MIN_H    3600L      // 60 seconds = 60^2 ticks
#define TICKS_PER_HR_H     216000L    // 60 minutes = 60^3 ticks
#define TICKS_PER_DAY_H    5184000L   // 24 hours   = 60^3 * 24 ticks

// an example macro to get the number of the day of the week
#define sec(t)((t / TICKS_PER_DAY) % DAYS_PER_WEEK)

如果我使用 sec(t) 宏，它使用 TICKS_PER_DAY，它由前面 3 个宏定义 TICKS_PER_SEC * SEC_PER_MIN * MIN_PER_HR * HRS_PER_DAY，在我调用 sec(t) 的代码中是否到处都是:

(t / 5184000L) % 7L)

还是每次都扩展到:

(t / (60L * 60L * 60L * 24L)) % 7L)

以便在每一步执行额外的乘法指令？这是宏和 const 变量之间的权衡，还是我误解了预处理器的工作原理？

更新:

根据许多有用的答案，扩展为常量表达式的链接宏的最佳设计是将定义包装在 括号 中，用于

1。正确的操作顺序:

(t / 60 * 60 * 60 * 24) != (t / (60 * 60 * 60 * 24))

2。通过将常量值组合在一起来鼓励编译器进行常量折叠:

// note parentheses to prevent out-of-order operations
#define TICKS_PER_MIN    (TICKS_PER_SEC * SEC_PER_MIN)
#define TICKS_PER_HR     (TICKS_PER_SEC * SEC_PER_MIN * MIN_PER_HR)
#define TICKS_PER_DAY    (TICKS_PER_SEC * SEC_PER_MIN * MIN_PER_HR * HRS_PER_DAY)

Answer 1

预处理器只是做文本替换。它将评估具有“额外”乘法的第二个表达式。然而，编译器通常会尝试优化常量之间的算术运算，只要它可以在不更改答案的情况下这样做。

为了最大限度地优化它的机会，您需要注意保持常量“彼此相邻”，以便它可以看到优化，尤其是对于浮点类型。换句话说，如果 t 是一个变量，您需要 30 * 20 * t 而不是 30 * t * 20。