> 大家好，我是李述铜，一名专注于嵌入式系统与底层开发的工程师，我的主要工作是制作课程带大家从零手写操作系统、TCP/IP协议栈、文件系统等核心系统，从实现的视角理解计算机底层原理。

记得很多年前初次阅读嵌入式TCP/IP协议栈LWIP时，看到其中有些宏定义使用了do {} while (0)，大体来说是这样写的：

```c
#define MEMP_FREE(type, ptr) do { \
    SYS_ARCH_DECL_PROTECT(old_level); \
    SYS_ARCH_PROTECT(old_level); \
    memp_free(MEMP_##type, ptr); \
    SYS_ARCH_UNPROTECT(old_level); \
} while(0)
```

当时感觉这种写法有点莫名奇妙。为会要用do-while循环？为什么要使用while(0)？

直到后面我有了一些编程经验后，才慢慢明白这种写法的用处。

下面，我将通过一个例子，来简要说明为什么要使用这种写法。

---

## 问题示例

让我们先一个简单的代码示例，具体如下：

```c
#define SIMPLE_SWAP(a, b) \
    temp = a; \
    a = b; \
    b = temp;

int x = 10, y = 20, temp;
if (x < y)
    SIMPLE_SWAP(x, y); // 如果x<y，就交换它们
```

在这段代码中，定义了一个SIMPLE_SWAP()宏，用于实现a和b的交换。

我们知道：**在编译时，C的预处理器对宏的处理方式非常简单，仅仅是进行简单的文本替换**。当宏包含多条语句时，这种写法可能会带来意想不到的行为。

例如，在经过预处理器处理之后，上述代码实际会变成这样：

```c
int x = 10, y = 20, temp;
if (x < y)
    temp = x;      
    a = b;        
    b = temp;
```

显然，这些代码的功能完全不是我们想要的。它实际上等价于下面这段代码：

```c
if (x < y) {
    temp = x;
}
a = b;
b = temp;
```

也就是说，只有当x < y时，才执行temp = x。否则，该语句不被执行，此时a和b的值交换工作无法完成。

## 初步解决方案：用大括号{}包裹

你可能会想：能不能用大括号把宏体给包起来，从而创建一个复合语句？

按照这种想法，我们可以对代码修改如下：

```c
#define SIMPLE_SWAP(a, b) { \
    temp = a; \
    a = b; \
    b = temp; \
}
```

这样做似乎能解决上述问题。但是，如果代码再稍微复杂点，比如我们这样写：

```c
if (x < y)
    SIMPLE_SWAP(x, y);
else
    do_something_else();
```

经过C预处理器处理后，上述代码展开为：

```c
if (x < y) {
    temp = x;
    a = b;
    b = temp;
}; // 注意这里多了一个分号！
else 
    do_something_else();
```

此时，新的问题出现了：宏后面那个分号；在展开后，变成了一个空语句跟在代码块后面。

这样一来，后面的else就变成了一个独立的语句，破坏了**if-else**的语法结构，编译器会报错。

那你可能又会想：既然多了分号，那我在使用宏的时候，不写后面的分号不就行了？也就是说，这样写代码：

```c
if (x < y)
    SIMPLE_SWAP(x, y)     // 这里不要写分号
else
    do_something_else();
```

很显然，这种做法实在不怎么样。每次在使用这个宏时，都要记得不要加分号。如果你将这个宏的实现共享给其他同事使用，我想你肯定能想像得到他们脸会有何种表情。

所以，这个分号不能去掉！那该怎么办？

#### 终极解决方案：do { ... } while(0)

既然分号不能去掉，同时我们又需要将宏体的内容整体展开；那么，我们就应该想办法将分号和展开的内容变成一个完整的复合语句块。

这种情况下，就可以使用do { ... } while(0)结构完美地解决上述问题。

采用这种结构，SIMPLE_SWAP()的定义如下：

```c
#define SIMPLE_SWAP(a, b) do { \
    temp = a; \
    a = b; \
    b = temp; \
} while(0)
```

此时，展开后的代码就变成了：

```c
if (x < y)
    do {
        temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    } while(0);          
else
    do_something_else();
```

此时，我们可以看到编译已经没有问题了，而且实际功能也是我们想要的。

具体来说，这种写法是这样发挥作用的：

* **解决作用域问题**：使用{ ... }将多条语句组合成一个单一的、逻辑上的语句。
* **解决分号问题**：分号在这里不再表示空语句，而是do-while语句的结束符。
* **循环次数的问题**：由于我们只希望宏内的语句只执行一次，因此通过使用while(0)，可以保证循环体**只会被执行一次**。

## 更好的替代方案

其实，c99标准已经引入了另一种更完美的替代方案：内联函数。这样就不必使用上述编程技巧。

回想起来，**我们之所以使用宏，主要原因在于能够直接将宏的实现代码插入到使用宏的地方，从而减少函数调用的开销。**而如果用内联函数，我们可以这样写：

```c
static inline void swap_int(int *a, int *b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}
```

**使用这种方法，将具备更好的可读性、支持编译时类型检查、调试也更加方便。同时，编译器在处理内联函数时，会将内联函数插入到需要调用的地方，从而同样达到减少函数调用开销的目的。**

不过，有些场合只有使用c89标准，此时内联函数不可用，只能使用do {} while(0)。

## 使用do { ... } while(0)的其他优势

除了解决上述问题外，在有些情况下，do {} while(0)还能带来意想不到的方便之处。

比如，我们可以在宏的内部使用break来跳出整个宏块，这在错误处理时很有用。

```c
#define COMPLEX_OPERATION(x) do { \
    if ((x) == NULL) break; 
    setup_something(); \
    if (operation_failed) break; 
    finalize_something(); \
} while(0)
```

## 总结

可以看到，do {} while(0)是C语言编程中的一个小技巧，它可帮助我们：

1.  将多条语句组合成一条复合语句：确保它们在条件语句或循环中作为一个整体出现。
2.  吸收宏末尾的分号：使其能无缝嵌入到任何复杂的语法结构中。
3.  支持使用break跳出语句块：使其能够进行一些错误处理。

当然了，如果能够使用c99等以上标准，那么使用内联函数是一种更好的选择。

# 历史文章
+ [别再只用malloc了！嵌入式C的栈上动态数组分配：变长数组](https://mp.weixin.qq.com/s/nzsNrm8mR0VNNB8MOV3j6g)
+ [告别固定大小：利用C语言伸缩型数组，实现动态结构体](https://mp.weixin.qq.com/s/bmYTlPv5-dCidAMylz0HqQ)
+ [写给嵌入式C程序员：我们为什么终于不用自己定义UINT8了](https://mp.weixin.qq.com/s/RoRd3HeWGRq8tQo4FhPsuw)

## 课程推荐
+ [全新升级的手写RTOS课程：从原理到实战，一次掌握操作系统的核心](https://mp.weixin.qq.com/s/tUMnG1R5FWwL6IpztO3Rdg)
+ [一个大学生，想像Linus一样写操作系统，需要具备什么能力？](https://mp.weixin.qq.com/s/V_U7bc5-LT3CtNGVuDKOrw)
+ [用10000+行代码手写一个TCP/IP协议栈](https://mp.weixin.qq.com/s/2hjC7um-5uxFj6VCba9Skg)
+ [硬核项目，从0手搓一个RISC-V模拟器！](https://mp.weixin.qq.com/s/6ULO5HO_CtjlawaRPMJ6Yw)

## 作者介绍
> **李述铜，嵌入式系统与底层架构领域讲师**，专注于操作系统、CPU 架构的教学与研究。 出版作品《从0手写x86计算机操作系统》。**主讲课程**包括：《从0手写嵌入式操作系统》《从0手写TCP/IP协议栈》等。
>
> 欢迎关注我的**微信公众号【李述铜的嵌入式内功修炼】**，以便及时获取我的更多文章！-> lishutong1024.cn

大家好，我是李述铜，一名专注于嵌入式系统与底层开发的工程师，我的主要工作是制作课程带大家从零手写操作系统、TCP/IP协议栈、文件系统等核心系统，从实现的视角理解计算机底层原理。

C编程技巧：将do{ ... } while(0)用于宏定义的好处

编程语言

操作系统

后端

嵌入式工程师李述铜解析C语言宏定义技巧，详解do{}while(0)在宏定义中的妙用，解决多语句宏的分号问题，提升代码可靠性。分享从LWIP协议栈到实际开发中的最佳实践，对比内联函数方案，帮助开发者掌握底层编程核心技巧。

嵌入式系统

文件系统

编译器

文章

问答

视频

学习中心

腾讯云实验室

直播

竞赛

腾讯云代码分析专区

腾讯iOA零信任安全管理系统专区

腾讯云架构师技术同盟交流圈

腾讯云数据库专区

腾讯云顾问专区

腾讯云原生专区

腾讯混元专区

腾讯云TCE专区

腾讯云Lighthouse专区

腾讯云HAI专区

腾讯云Edgeone专区

腾讯云存储专区

腾讯云智能专区

腾讯轻联专区 

腾讯云开发专区

TAPD专区

腾讯轻量云游戏服专区

腾讯云最具价值专家

腾讯云架构师技术同盟

腾讯云创作之星

腾讯云开发者先锋

腾讯云代码助手

云原生构建

TAPD 敏捷项目管理

Cloud Studio

SDK中心

API中心

命令行工具

涵盖代码开发、场景应用、自动测试全流程，助你从零构建专属AI助手

一站式MCP教程库，解锁AI应用新玩法

聚焦“写作效率、视觉美观与运行性能”三方面进行全面升级，为您提供更高效、稳定的创作环境

社区富文本&Markdown编辑器全新改版上线，欢迎大家体验!

C编程技巧：将do{ ... } while(0)用于宏定义的好处-腾讯云开发者社区-腾讯云

C编程技巧：将do{ ... } while(0)用于宏定义的好处

C编程技巧：将do{ ... } while(0)用于宏定义的好处

社区

活动

圈层

关于

腾讯云开发者

热门产品

热门推荐

更多推荐