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你想知道的do{...}while(0)的作用，都在这里了

明解嵌入式 2023-03-28 原文

0、引言        

        我们在嵌入式开发的过程中，经常可以碰到在一些宏定义或者是代码段中使用了do {...} while(0)的语句，从语义上理解，do {...} while(0)内的逻辑就只执行一次，并没有循环执行，粗略看来，似乎画蛇添足了，那么为什么还需要在只执行一次的逻辑外面加上一层do {...} while(0)语句呢？实际上，在这些逻辑中使用do {...} while(0)的作用远大于美化你的代码，下面就来看看实际的使用场景。

1、用于定义一个作用域，避免替换的时候出错

        我们都知道，在程序中如果一些常量参数或者代码语句反复出现，就可以使用宏定义来替代。预处理阶段，对程序中所有出现的“宏名”，预处理器都会用宏定义中的字符串替代，这称为“宏替换”或“宏展开”。

        这样做可提高程序的通用性和易读性，减少不一致性，一个较好的宏名可以更好的让读者理解常量参数的含义；同时程序易于修改，我们仅需要改变一个宏定义，就可以改变整个程序中出现的所有该常量或者语句。

        但是有时可能程序代码段中，出现多条语句重复连续的使用，这样我们就可以尝试使用一个复杂的宏来替换。你有可能会这样定义：

1 #define REPLACE_FUN() funA(); funB()

 　　本意是在程序中当出现funA()和funB()多条语句连续使用时，使用REPLACE_FUN()来替换。

1 if(判断条件)
2     REPLACE_FUN();

        但是实际上在预处理的时候，宏展开替换后变成了：

1 if(判断条件)
2    funA();
3 funB();   //此处funB()一定会执行，造成逻辑错误

        可以看出，funB()不会按照判断条件才去执行。而是变成了一条独立的语句，而如果在宏中使用括号：

1 #define REPLACE_FUN() {funA(); funB();}

        我们一般的代码习惯都会在语句的末尾加上分号，因此也会出错:

1 if(判断条件)
2     REPLACE_FUN();
3 //宏展开后为：
4 if(判断条件)
5 {
6     funA();
7     funB();
8 };    //此处替换后多一个分号；导致编译报错

        因此，针对这种多条重复语句的连续使用，如果想用宏替换实现这个作用域的功能，就可以考虑使用do {...} while(0)语句：

 1 define REPLACE_FUN() \
 2         do{ \
 3             funA();\
 4             funB();\
 5           }while(0)\
 6 //宏展开前为：         
 7 if(判断条件)
 8     REPLACE_FUN();
 9 //宏展开后为：
10 if(判断条件)
11      do{
12           funA();
13           funB();
14      }while(0);    //根据判断条件，正确执行了一次逻辑

2、避免goto语句的使用

        goto语句也称为无条件转移语句，使用后可以从多重循环或者多个判断中直接跳出。对于如下例子：

 1 void fun(int a)
 2 {
 3    if(1 == a)
 4    {
 5        ...//todo
 6        goto exit;
 7    }  
 8    if(2 == a)
 9    {
10      ...//todo
11      goto exit;
12    }
13 exit:
14    ...//todo
15    printf("a is error"\n);
16 }

        但是为了程序结构的清晰，还是要尽量限制goto语句的使用，我们可以使用do {...} while(0)结构配合break跳出单层的循环的方法来替代这种goto的用法。

 1 int fun(int a)
 2 {
 3    do{
 4        if(1 == a)
 5        {
 6          ...//todo
 7          break;
 8        }  
 9        if(2 == a)
10        {
11          ...//todo
12          break;
13        }
14    }while(0);
15    ...//todo
16    printf("a is error"\n);
17 }

3、定义一个单独的函数块来实现复杂的操作

        当某个函数程序功能较为复杂，在该函数的代码段中如果不再单独定义一个函数实现部分逻辑，可以使用do {...} while(0)作为一个代码块，将想要实现的逻辑放在do {...} while(0)中，同时在该在do {...} while(0)代码块中定义的变量，可以不用考虑和函数之前或者之后的变量名重复冲突的问题。但是为了代码的易读性，还是尽量声明不同的变量名。

 1 int a;
 2 char b;
 3 int func()
 4 {
 5     int a = 3;
 6     char b = 5;
 7     do{
 8         int a;
 9         char b;
10         ......//todo
11     }while(0);    
12 }

4、避免空宏的警告

        有的时候，程序为了不同的平台移植或者不同架构的限制，很多时候会先定义空宏，后续再根据实际的需要看是否定义具体内容。但是在编译的时候，这些空宏可能会给出warning，为了避免这样的warning，我们可以使用do{...}while(0)来定义空宏，这种情况不太常见，因为有很多编译器已经支持空宏。

1 //空宏
2 #define EMPTY_FUN
3 //增加do{...}while(0)来定义空宏
4 #define EMPTY_FUN do{}while(0) //避免了可能的编译warning

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