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替换 printf 宏实现性能优化

在高性能项目中，日志打印和条件代码执行通常需要灵活控制，特别是在调试和发布模式之间进行切换时。以下是一个示例，通过预处理宏替换 printf，以便根据条件编译控制日志和并行代码的执行。

实现代码​

#ifdef PARALLEL_SCHED
    // 如果定义了 PARALLEL_SCHED，则执行代码块
    #define PARALLEL_EXEC(_X) 				_X
    #define PARALLEL_PRINTF(format, ...) 	printf(format, ##__VA_ARGS__)
#else
    // 当禁用时，宏定义为空操作，编译器会优化掉
    #define PARALLEL_EXEC(_X) 				((void)0)
    #define PARALLEL_PRINTF(format, ...) 	((void)0)
#endif

功能说明​

  1. PARALLEL_EXEC(_X) 宏：

    • 当 PARALLEL_SCHED 被定义时，代码块 _X 会被正常编译并执行。
    • 当 PARALLEL_SCHED 未定义时，代码块 _X 会被替换为 ((void)0)，即空操作。编译器在优化过程中会移除这些无效代码，确保不会增加运行时开销。

  2. PARALLEL_PRINTF(format, ...) 宏：

    • 当 PARALLEL_SCHED 被定义时，PARALLEL_PRINTF 等同于 printf，正常输出日志。
    • 当 PARALLEL_SCHED 未定义时，PARALLEL_PRINTF 会被替换为 ((void)0)，完全禁用日志打印。

优势​

  • 零开销：未定义 PARALLEL_SCHED 时，相关代码不会编译到最终的二进制文件中，因此不会对性能造成任何影响。
  • 灵活控制：通过条件编译，能够方便地切换调试和发布模式。
  • 可读性：通过简单的宏包装，代码逻辑保持清晰，易于维护。

示例用法​

以下是如何使用这些宏的示例：

#include <stdio.h>

#define PARALLEL_SCHED  // 定义 PARALLEL_SCHED，启用并行代码

#ifdef PARALLEL_SCHED
    #define PARALLEL_EXEC(_X) _X
    #define PARALLEL_PRINTF(format, ...) printf(format, ##__VA_ARGS__)
#else
    #define PARALLEL_EXEC(_X) ((void)0)
    #define PARALLEL_PRINTF(format, ...) ((void)0)
#endif

int main() {
    PARALLEL_EXEC(int line == __LINE__);

    PARALLEL_PRINTF("This is a debug log: %d\n", line);

    return 0;
}

编译结果​

  1. 启用并行模式：

    • 定义 PARALLEL_SCHED 时，输出如下： 
      Parallel execution enabled.
      This is a debug log: 14

  2. 禁用并行模式：

    • 未定义 PARALLEL_SCHED 时，相关代码被编译器优化掉，运行时不会有任何输出，也不会增加任何性能开销。

注意事项​

  • 确保在调试和发布模式之间切换时，正确设置 PARALLEL_SCHED 宏。
  • 使用 ((void)0) 作为空操作是一个通用惯用法，能避免语法错误并确保代码逻辑清晰。

总结​

通过上述宏定义和条件编译的方式，可以灵活控制日志输出和条件代码执行，确保调试代码不会影响最终的性能和功能。这样的实现简单、高效，适合在性能敏感的项目中使用。