C言語の関数風マクロ(引数付き)の作り方と注意点

#define SQUARE(x) ((x) * (x))

int main(void) {
    int x = 3;
    int y = SQUARE(x);  // ここが展開される
    return y;
}

/* 展開後(イメージ) */
int main(void) {
    int x = 3;
    int y = ((x) * (x));
    return y;
}

/* 基本形: NAME(arg1, arg2, ...) を 置換テキスト に展開 */
#define NAME(args...)  置換テキスト

/* 例: 足し算マクロ(必ず括弧で保護する) */
#define ADD(a, b)  ((a) + (b))

/* 複数行で書く場合は行末に \ を付ける(可読性のためだけで、機能は同じ) */
#define MUL_ADD(a, b, c) \
    (((a) * (b)) + (c))

#include <stdio.h>

/* 引数も全体も括弧で包むのが安全 */
#define SQUARE(x)  ((x) * (x))

int main(void) {
    printf("SQUARE(5) = %d\n", SQUARE(5));       // 25
    printf("SQUARE(1+2) = %d\n", SQUARE(1+2));   // 9 (展開後は((1+2)*(1+2)))
    return 0;
}

#include <stdio.h>

#define SQUARE(x)  ((x) * (x))

int main(void) {
    int v = 3;
    printf("関数のように呼べます: SQUARE(%d) = %d\n", v, SQUARE(v));
    return 0;
}

#include <stdio.h>

/* 二乗マクロ */
#define SQUARE(x)  ((x) * (x))

int main(void) {
    int side = 3;
    int area = SQUARE(side) + 1;  // 式の一部に組み込み
    int arr[SQUARE(3)];           // 9要素の配列(展開後は int arr[9];)

    printf("area = %d\n", area);
    printf("arr length = %zu\n", sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
    return 0;
}

#include <stdio.h>

/* 悪い例: 括弧がない */
#define SQUARE_BAD(x)  x * x
/* 良い例: 括弧で守る */
#define SQUARE_GOOD(x) ((x) * (x))

int main(void) {
    printf("SQUARE_BAD(1+2) = %d\n", SQUARE_BAD(1+2)); // 1+2*1+2 → 5
    printf("SQUARE_GOOD(1+2) = %d\n", SQUARE_GOOD(1+2)); // ((1+2)*(1+2)) → 9
    return 0;
}

#include <stdio.h>

/* 悪い例: x*2 は x が (3+4) だと 3+4*2 になってしまう */
#define DOUBLE_BAD(x)  x * 2
/* 良い例: 引数と全体を括弧で保護 */
#define DOUBLE_GOOD(x) ((x) * 2)

int main(void) {
    printf("DOUBLE_BAD(3+4) = %d\n", DOUBLE_BAD(3+4));   // 11
    printf("DOUBLE_GOOD(3+4) = %d\n", DOUBLE_GOOD(3+4)); // 14
    return 0;
}

#include <stdio.h>

/* できれば関数で書くのが安全 */
static inline void swap_int(int *a, int *b) {
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

/* マクロで書く必要がある場合の安全形(1文として扱える) */
#define SWAP_INT(a, b) do { \
    int t__ = (a);          \
    (a) = (b);              \
    (b) = t__;              \
} while (0)

int main(void) {
    int x = 1, y = 2;
    SWAP_INT(x, y);
    printf("x=%d, y=%d\n", x, y);
    swap_int(&x, &y);
    printf("x=%d, y=%d\n", x, y);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

/* 典型的なMAXマクロ(良い書き方ではない) */
#define MAX(a, b)  ((a) > (b) ? (a) : (b))

/* 安全な代替: 引数を1回だけ評価する関数 */
static inline int max_int(int a, int b) {
    return a > b ? a : b;
}

int main(void) {
    int i = 1, j = 2;
    int k = MAX(i++, j++);     // i++ と j++ が「合計3回」発生しうる
    printf("After MAX macro: i=%d, j=%d, k=%d\n", i, j, k);

    int p = 1, q = 2;
    int r = max_int(p++, q++); // それぞれ1回しか評価されない
    printf("After function : p=%d, q=%d, r=%d\n", p, q, r);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

/* 1行で完結するロギングマクロ(C99の可変長引数マクロ) */
#define LOG(fmt, ...) \
    fprintf(stderr, "[%s:%d] " fmt "\n", __FILE__, __LINE__, ##__VA_ARGS__)

int main(void) {
    int value = 42;
    LOG("start");
    LOG("value=%d", value);
    LOG("end");
    return 0;
}

[main.c:8] start
[main.c:9] value=42
[main.c:10] end