#定义从 C 到 C# 的转换

Question

这是 C 代码吗：

/* LERP(a,b,c) = linear interpolation macro, is 'a' when c == 0.0 and 'b' when c == 1.0 */
#define LERP(a,b,c)     (((b) - (a)) * (c) + (a))

http://www.brucelindbloom.com/index.html?Eqn_XYZ_to_T。 html

等于这个 C# 代码吗？

private static double LERP(double a, double b, double c) { return (((b) - (a)) * (c) + (a)); }

？

Answer 1

不。
考虑以下内容：

LERP(x++,1,2);

C 代码还可能具有将 x 增加两次的副作用 [如 @phresnel 所述，它是未定义的]，而 C# 代码则完美定义，并且只会增加 x 一次。

结果也可能不同，因为第一个 a 和第二个[在宏中]可能具有不同的值，因为第一个值可能会增加。

Answer 2

不。C 变体具有 #define-macros 的所有缺陷。提醒：

#define LERP(a,b,c)     (((b) - (a)) * (c) + (a))

潜在的性能浪费

想象一下调用中的纯函数调用 >#define-macro：

int fac (int x) {
    return x<=1 ? 1 : x*fac(x-1);
}

int main () {
    std::cout << LERP(fac(5), fac(2), 0);
}

该行扩展为：

    std::cout << (((fac(2)) - (fac(5))) * (0) + (fac(5)))

现在，您的教师功能的两次调用的运行时间可能增加了一倍，而以前只有一次。

如果你嵌套你的 lerping，这肯定会变得更糟，例如在某些图形编程情况下很常见：

int main () {
    std::cout << LERP(
                     LERP(fac(5), fac(2), 0),
                     LERP(fac(5), fac(2), 0),
                     0
                 );
}

扩展为：

int main () {
    std::cout << LERP(
                     (((fac(2)) - (fac(5))) * (0) + (fac(5))),
                     (((fac(2)) - (fac(5))) * (0) + (fac(5)))
                     0
                 );
}

扩展为（为了可读性而调整格式）：

int main () {
    std::cout << (  (((((fac(2)) - (fac(5))) * (0) + (fac(5))))
                  - ((((fac(2)) - (fac(5))) * (0) + (fac(5)))))
                  * (c)
                 + ((((fac(2)) - (fac(5))) * (0) + (fac(5)))))
}

而干净版本在计算上不超过：

float a = LERP(fac(5), fac(2), 0);
float b = LERP(fac(5), fac(2), 0);
float c = LERP(a,b,0);

或

float fac_a = fac(5),
      fac_b = fac(2);
float a = (fac_b-fac_a)*0 + fac_a;
float fac_c = fac(5),
      fac_d = fac(2);
float a = (fac_d-fac_c)*0 + fac_c;

所以在二维设置中

1. 正确版本：
   1. 4 次调用 fac()
   2. 新增 4 项内容
   3. 2 次乘法
2. “#define”版本：
   1. 9 次调用 fac()
   2. 新增 8 项内容
   3. 4 次乘法

随着您添加的每个维度，情况会呈指数级恶化。有时甚至会看到五维柏林噪声（3d 体积 + 时间 + 连续种子），某些表达式被计算了 31 次，而不是一次！：

LERP( LERP(LERP(LERP(LERP(probe(),1,2), LERP(3,4,5), 6),
                LERP(LERP(7,8,9), LERP(10,11,12), 13),
                14),
           LERP(LERP(LERP(90,91,92), LERP(93,94,95), 96),
                LERP(LERP(97,98,99), LERP(910,911,912), 913),
                914),
           1014),
      LERP(LERP(LERP(LERP(0,1,2), LERP(3,4,5), 6),
                LERP(LERP(7,8,9), LERP(10,11,12), 13),
                14),
          LERP(LERP(LERP(90,91,92), LERP(93,94,95), 96),
               LERP(LERP(97,98,99), LERP(910,911,912), 913),
               914),
          1014),
      666)

可以还可以通过调用 cpp 查看预处理代码（请注意之前 probe() 的单一出现）。

foo@bar:~/ cpp heavy.cc

[剪断] ((((((((((((((911) - (910)) * (912) + (910))) - ((((98) - (97))） * (99) + (97)))) * (913) + ((((98) - (97)) * (99) + (97))))) - ((((((94) - (93)) * (95) + (93))) - ((((91) - (90)) * (92) + (90)))) * (96 ) + ((((91) - (90)) * (92) + (90)))))) * (914) + (((((((94) - (93)) * (95) + (93))) - ((((91) - (90)) * (92) + (90)))) * (96) + ((((91) - (90)) * (92) + ( 90))))))) - (((((((((11) - (10)) * (12) + (10))) - ((((8) - (7)) * ( 9) + (7)))) * (13) + ((((8) - (7)) * (9) + (7))))) - (((((((4) - (3)) * (5) + (3))) - ((((1) - (0)) * (2) + (0)))) * (6) + ((((1) - (0)) * ( 2) + (0)))))) * (14) + ((((((4) - (3)) * (5) + (3))) - ((((1) - (0)) * (2) + (0)))) * (6 ) + ((((1) - (0)) * (2) + (0)))))))) * (1014) + ((((((((((11) - (10))) * (12) + (10))) - ((((8) - (7)) * (9) + (7)))) * (13) + ((((8) - (7)) * (9) + (7))))) - ((((((4) - (3)) * (5) + (3))) - ((((1) - (0)) * (2) + (0)))) * ( 6) + ((((1) - (0)) * (2) + (0)))))) * (14) + (((((((4) - (3)) * (5) + (3))) - ((((1) - ( 0)) * (2) + (0)))) * (6) + ((((1) - (0)) * (2) + (0)))))))) - ((( ((((((((((911)- (910)) * (912) + (910))) - ((((98) - (97)) * (99) + (97)))) * (913) + ((((98) - ( 97)) * (99) + (97))))) - (((((((94) - (93)) * (95) + (93))) - ((((91) - (90)) * (92) + (90)))) * (96) + ((((91) - (90)) * (92) + (90)))))) * (914) + ((((((94) - (93)) * (95) + (93))) - ((((91) - (90)) * (92) + (90)))) * (96) + ((((91) - (90)) * (92) + (90))))))) - (((((((((11) - (10))) * (12 ) + (10))) - ((((8) - (7)) * (9) + (7)))) * (13) + ((((8) - (7)) * (9) + (7))))) - ((((((4) - (3)) * (5) + (3))) - ((((1) - (探针())) * (2) + (探针())) )) * (6) + ((((1) - (探针())) * (2) + (探针())))))) * (14) + (((((((4) - (3)) * (5) + (3))) - ((((1) - (探针())) * (2) + (探针())))) * (6) + ((((1) - (探针())) * (2) + (探针())))))))) * (1014) + ((((((((((11) - (10)) * (12) + (10))) - ((((8) - (7)) * (9) + (7)))) * (13) + ((((8) - (7)) * (9) + (7))))) - (((((( (4) - (3)) * (5) + (3))) - ((((1) - (探针())) * (2) + (探针())))) * (6) + ((((1) - (探针())) * (2) + (探针())))))) * (14) + ((((((4) - (3)) * (5) + (3))) - ((((1) - (探针())) * (2) + (探针())))) * (6) + ((((1) - (探针())) * (2) + (探针()))) ）））））））* (666) + ((((((((((((911) - (910)) * (912) + (910))) - ((((98) - (97)) * (99) + (97)))) * (913) + ((((98) - (97)) * (99) + (97))))) - (((((((94) - (93)) * (95) + (93))) - ((((91) - (90)) * (92) + (90)))) * (96) + ((((91) - ( 90)) * (92) + (90)))))) * (914) + (((((((94) - (93)) * (95) + (93))) - ((((91) - (90)) * (92) + (90)))) * (96) + ((((91) - (90)) * (92) + (90))))) )) - (((((((((11) - (10)) * (12) + (10))) - ((((8) - (7)) * (9) + (7) ）））* (13) + ((((8) - (7)) * (9) + (7))))) - (((((((4) - (3)) * (5) + (3) )) - ((((1) - (探针())) * (2) + (探针())))) * (6) + ((((1) - (探针())) * (2 ) + (探针())))))) * (14) + ((((((4) - (3)) * (5) + (3))) - ((((1) - (探针())) * (2) + (探针( ))))) * (6) + ((((1) - (探针())) * (2) + (探针())))))))) * (1014) + ((((( (((((11) - (10)) * (12) + (10))) - ((((8) - (7)) * (9) + (7)))) * (13) + ((((8) - ( 7)) * (9) + (7))))) - (((((((4) - (3)) * (5) + (3))) - ((((1) - (探针())) * (2) + (探针())))) * (6) + ((((1) - (探针())) * (2) + (探针())))))) * (14) + (((( (((4) - (3)) * (5) + (3))) - ((((1) - (探针())) * (2) + (探针())))) * (6 ) + ((((1) - (探针())) * (2) + (探针()))))))))))

再次，完整源代码 在这里。

潜在的未定义行为

您可以将邪恶的东西放入其中：

LERP(++a,b,c)

它扩展为

(((b) - (++a)) * (c) + (++a))

C1 中的未定义行为（顺便说一句，在 C++ 中）。 a 可能会增加两次，或者可能会增加一次，或者可能会抛出异常，显示 Debug-Runtime-Exception: Invoked Undefined Behaviour，或者编译器是智能的足以拒绝该代码，或者其他什么。

未定义的行为来自以下事实：C99 标准（以及 C++2003）不允许在到达下一个 序列点。

ID 污染和感染

（如果您将 C# 转换为宏变体，这会更相关。）

#define-macro-name 会污染并感染从定义点到单元结尾或其未定义的整个翻译单元。

foo@bar:~/ cat main.cc
// Orbiter Physics Sim
#include "lerp.h"

int main () {
    const int LERP = 2; // Linear Extrasolar Resonance Potential.
}

foo@bar:~/ g++ main.cc
main.cc:5:15: error: expected unqualified-id before ‘=’ token

更多...

• 宏是通用的，但不是类型安全的。宏编写者没有（干净的）机会对该宏有效的类型施加约束。
• 宏没有范围，尽管最后

---

一节已经暗示了这一点：C99 (ISO/IEC 9899:TC2)，J.2，“未定义的行为”：在两个序列点之间，对象被修改更多不止一次，或被修改并读取先前的值，而不是确定要存储的值（6.5）。

Answer 3

从技术上讲，不，它们并不相等。 C 宏可以采用任何类型：int、float、byte 等。

您的 C# 版本只能处理 double，而无需显式强制转换。您需要根据其他类型的需要添加重载。

Answer 4

基本上是等价的，是的。您还可以去掉一些括号：

private static double LERP(double a, double b, double c) { return (b - a) * c + a; }

Answer 5

要获得 C 语言中的内容，您可以使用：

delegate double ValueGetter();
static double LERP(ValueGetter a, ValueGetter b, ValueGetter c) { return (b() - a()) * c() + a(); }

但我同意阿米特。这可能与您在 C 中的情况相同（但仅适用于 double，不适用于其他类型），但它可能不是您真正想要的..（使用委托，您可以将 'i++' 设置为 a，而不仅仅是 i++ 的结果）

Answer 6

是的，但是你可以写得更简单：

return (b - a) * c + a;