最大値を求める関数形式マクロ

Question

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>

#define max(x,y) x>y?x:y

int main()
{
	int a, b, c, d;

	printf("4つの整数を入力してください。\n");
	printf("整数a:"); scanf("%d", &a);
	printf("整数b:"); scanf("%d", &b);
	printf("整数c:"); scanf("%d", &c);
	printf("整数d:"); scanf("%d", &d);

	printf("最大値は%dです。\n",max(max(a,b),max(c,d)));
	printf("最大値は%dです。\n",max(max(max(a,b),c),d));
	
	return 0;
}

4つの整数を入力してください。
整数a:1
整数b:2
整数c:3
整数d:4
最大値は2です。
最大値は4です。

なんで最大値が2になるのでしょうか？

Answer 1

このようなトラブルを避けるため、マクロ定義では 必ず パラメータ名（ここではx,y）と式全体を括弧(〜)で括ってください。

// 修正前
#define max(x,y) x>y?x:y

// 修正後
#define max(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))

---

なんで最大値が2になるのでしょうか？

修正前のマクロ定義では、max(max(a,b),max(c,d))は次のステップで展開されます：

max(max(a,b),max(c,d))
max(a>b?a:b,c>d?c:d)
a>b?a:b>c>d?c:d?a>b?a:b:c>d?c:d

最終形は人間には読めたものではありませんが、少しだけ見栄えを整えます：

a>b ? a : b>c>d ? c : d ? a>b ? a : b : c>d ? c : d

読みやすさのため、コンパイラが実際に解釈する単位で括弧を追記して整形します：

(a>b)
  ? a
  : ((b>c>d)
     ? c
     : (d
        ? ((a>b)
           ? a
           : b)
        : (c>d)
           ? c
           : d)
    )

あなたの意図しない単位で区切られていることが読み取れると思います。あとはご自身で変数値を当てはめてください。

Comments

[ssspwp]

すばやい回答ありがとうございます！

Answer 2

-Eオプション等でマクロがどう展開されるか表示できます。
今回表示してみたところ
a>b?a:b>c>d?c:d?a>b?a:b:c>d?c:d
となりました。

#define max(x,y) (x)>(y)?(x):(y)

で4が表示されるようにできました。

ただし、

max(++a, --b)

などと副作用のある式を渡すと容易に壊れます

基本的に関数形式マクロを使わず、普通の関数(もしくはconstexpr関数)を用いてコンパイラの最適化に任せた方が無難です。

Answer 3

yohhoyさんの素晴らしい回答が付いているなか回答するのも恐縮ですが...
細心の注意を払ったとしても、マクロは期待しない挙動を引き起こすことがあります。

#include <stdio.h>

#define MAX(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))
int max(int x, int y) {
    return x > y ? x : y;
}

int main(void) {
    int x1 = 3, y1 = 4;
    int x2 = 3, y2 = 4;
    printf("MAX: %d\n", MAX(++x1, ++y1));
    printf("max: %d\n", max(++x2, ++y2));    
    return 0;
}

実行結果

MAX: 6
max: 5

通常の関数に置き換えられるなら、マクロは積極的に採用しない方がよいです。