宏定义详解

宏定义有无参数宏定义和带参数宏定义两种。
  无参数的宏定义的一般形式为
            # define 标识符 字符序列
其中# define之后的标识符称为宏定义名(简称宏名)，要求宏名与字符序列之间用空格符分隔。这种宏定义要求编译预处理程序将源程序中随后所有的定名的出现(注释与字符串常量中的除外)均用字符序列替换之。前面经常使用的定义符号常量是宏定义的最简单应用。如有：
            # define TRUE 1
            # define FALSE 0
则在定义它们的源程序文件中，凡定义之后出现的单词TRUE将用1替代之；出现单词FALSE将用0替代之。
       在宏定义的＃之前可以有若干个空格、制表符，但不允许有其它字符。宏定义在源程序中单独另起一行，换行符是宏定义的结束标志。如果一个宏定义太长，一行不 够时，可采用续行的方法。续行是在键人回车符之前先键入符号"\"。注意回车要紧接在符号"\"之后，中间不能插入其它符号。
      宏定义的有效范围称为宏定义名的辖域，辖域从宏定义的定义结束处开始到其所在的源程序文件末尾。宏定义名的辖域不受分程序结构的影响。可以用预处理命令#undef终止宏定义名的辖域。
  在新的宏定义中，可以使用前面已定义的宏名。例如，
             # define R 2.5
             # define PI 3.1415926
             # define Circle 2*PI*R
             # define Area PI* R * R
程序中的Circle被展开为2*3.1415926* 2.5， Area被展开为3.1415926*2.5*2.5。
     如有必要，宏名可被重复定义。被重复定义后，宏名原先的意义被新意义所代替。

 

     通常，无参数的宏定义多用于定义常量。程序中统一用宏名表示常量值，便于程序前后统一，不易出错，也便于修改，能提高程序的可读性和可移植性。特别是给数组元素个数一个宏定义，并用宏名定义数组元素个数能部分弥补数组元素个数固定的不足。
      注意：预处理程序在处理宏定义时，只作字符序列的替换工作，不作任何语法的检查。如果宏定义不当，错误要到预处理之后的编译阶段才能发现。宏定义以换行结束，不需要分号等符号作分隔符。如有以下定定义：
   # define PI 3.1415926；
原希望用PI求圆的周长的语句
   c＝2*PI*r；
经宏展开后，变成
   c＝2*3.1415926*r；
这就不能达到希望的要求。
   带参数宏定义进一步扩充了无参数宏定义的能力，在字符序列替换同时还能进行参数替换。带参数定定义的一般形式为
   # define 标识符(参数表)字符序列
其中参数表中的参数之间用逗号分隔，字符序列中应包含参数表中的参数。在定义带参数的宏时，宏名标识符与左圆括号之间不允许有空白符，应紧接在一起，否则变成了无参数的宏定义。如有宏定义：
   # define MAX(A，B) ((A) > (B)?(A):(B))

则代码 y＝ MAX( p＋q， u+v)将被替换成 y＝((p＋q) >(u＋v)?(p＋q):(u＋v)。
           程序中的宏调用是这样被替换展开的，分别用宏调用中的实在参数字符序列(如p＋q和u＋V) 替换宏定义字符序列中对应所有出现的形式参数(如用p＋q替代所有形式参数A，用u＋V替代所有形式参数B)，而宏定义字符序列中的不是形式参数的其它字 符则保留。这样形成的字符序列，即为宏调用的展开替换结果。宏调用提供的实在参数个数必须与宏定义中的形式参数个数相同。
       注意：宏调用与函数调用的区别。函数调用在程序运行时实行，而宏展开是在编译的预处理阶段进行；函数调用占用程序运行时间，宏调用只占编译时间；函数调用 对实参有类型要求，而宏调用实在参数与宏定义形式参数之间没有类型的概念，只有字符序列的对应关系。函数调用可返回一个值，宏调用获得希望的C代码。另 外，函数调用时，实参表达式分别独立求值在前，执行函数体在后。宏调用是实在参数字符序列替换形式参数。替换后，实在参数字符序列就与相邻的字符自然连 接，实在参数的独立性就不一定依旧存在。如下面的宏定义：
   # define SQR(x) x*x
希望实现表达式的平方计算。对于宏调用
   P＝SQR(y)
能得到希望的宏展开p＝ y*y。但对于宏调用q＝SQR(u＋v)得到的宏展开是q＝u＋V*u＋V。显然，后者的展开结果不是程序设计者所希望的。为能保持实在参数替换后的独立性，应在宏定义中给形式参数加上括号。进一步，为了保证宏调用的独立性，作为算式的宏定义也应加括
号。如 SQR宏定义改写成：
   # define SQR((x)*(x))
才是正确的宏定义。

      对于简短的表达式计算函数，或为了提高程序的执行效率、避免函数调用时的分配存储单元、保留现场、参数值传递、释放存储单元等工作。可将函数定义改写成宏定义。所以合理使用宏定义，可以使程序更简洁。

 

使用一些宏跟踪调试

A N S I标准说明了五个预定义的宏名。它们是：

_ L I N E _ (两个下划线)，对应%d

_ F I L E _    对应%s

_ D A T E _   对应%s

_ T I M E _   对应%s

_ S T D C _

如果编译不是标准的,则可能仅支持以上宏名中的几个,或根本不支持。记住编译程序

也许还提供其它预定义的宏名。

_ L I N E _及_ F I L E _宏指令在有关# l i n e的部分中已讨论,这里讨论其余的宏名。

_ D AT E _宏指令含有形式为月/日/年的串,表示源文件被翻译到代码时的日期。

源代码翻译到目标代码的时间作为串包含在_ T I M E _中。串形式为时：分：秒。

如果实现是标准的,则宏_ S T D C _含有十进制常量1。如果它含有任何其它数,则实现是

非标准的。

可以定义宏,例如:

当定义了_DEBUG,输出数据信息和所在文件所在行

#ifdef _DEBUG

#define DEBUGMSG(msg,date) printf(msg);printf(“%d%d%s”,date,_LINE_,_FILE_)

#else

      #define DEBUGMSG(msg,date)

#endif

20,宏定义防止使用是错误

用小括号包含。

例如：#define ADD(a,b) （a+b）

用do{}while(0)语句包含多语句防止错误

例如：#difne DO(a,b) a+b;\

                   a++;

应用时：if(….)

          DO(a,b); //产生错误

        else

        

解决方法: #difne DO(a,b) do{a+b;\

                   a++;}while(0)

宏中"#"和"##"的用法
一、一般用法
我们使用#把宏参数变为一个字符串,用##把两个宏参数贴合在一起（这里说的是在预处理是对源文件的操作）.
用法:
#include<cstdio>
#include<climits>
using namespace std;

#define STR(s)     #s
#define CONS(a,b) int(a##e##b)

int main()
{
printf(STR(vck));           // 输出字符串"vck"
printf("%d\n", CONS(2,3)); // 2e3 输出:2000
return 0;
}

二、当宏参数是另一个宏的时候
需要注意的是凡宏定义里有用''#''或''##''的地方宏参数是不会再展开.

1, 非''#''和''##''的情况
#define TOW      (2)
#define MUL(a,b) (a*b)

printf("%d*%d=%d\n", TOW, TOW, MUL(TOW,TOW));
这行的宏会被展开为：
printf("%d*%d=%d\n", (2), (2), ((2)*(2)));
MUL里的参数TOW会被展开为(2).

2, 当有''#''或''##''的时候
#define A          (2)
#define STR(s)     #s
#define CONS(a,b) int(a##e##b)

printf("int max: %s\n", STR(INT_MAX));    // INT_MAX #include<climits>
这行会被展开为：
printf("int max: %s\n", "INT_MAX");

printf("%s\n", CONS(A, A));               // compile error
这一行则是：
printf("%s\n", int(AeA));

INT_MAX和A都不会再被展开, 然而解决这个问题的方法很简单. 加多一层中间转换宏.
加这层宏的用意是把所有宏的参数在中间层里全部展开, 那么在转换宏里的那一个宏(_STR)就能得到正确的宏参数.

#define A           (2)
#define _STR(s)     #s
#define STR(s)      _STR(s)          // 转换宏
#define _CONS(a,b) int(a##e##b)
#define CONS(a,b)   _CONS(a,b)       // 转换宏

printf("int max: %s\n", STR(INT_MAX));          // INT_MAX,int型的最大值,为一个变量 #include<climits>
输出为: int max: 0x7fffffff
STR(INT_MAX) --> _STR(0x7fffffff) 然后再转换成字符串;

printf("%d\n", CONS(A, A));
输出为：200
CONS(A, A) --> _CONS((2), (2)) --> int((2)e(2))

三、''#''和''##''的一些应用特例
1、合并匿名变量名
#define ___ANONYMOUS1(type, var, line) type var##line
#define __ANONYMOUS0(type, line) ___ANONYMOUS1(type, _anonymous, line)
#define ANONYMOUS(type) __ANONYMOUS0(type, __LINE__)
例：ANONYMOUS(static int); 即: static int _anonymous70; 70表示该行行号;
第一层：ANONYMOUS(static int); --> __ANONYMOUS0(static int, __LINE__);
第二层：                        --> ___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70);
第三层：                        --> static int _anonymous70;
即每次只能解开当前层的宏,所以__LINE__在第二层才能被解开;

2、填充结构
#define FILL(a)   {a, #a}

enum IDD{OPEN, CLOSE};
typedef struct MSG{
IDD id;
const char * msg;
}MSG;

MSG _msg[] = {FILL(OPEN), FILL(CLOSE)};
相当于：
MSG _msg[] = {{OPEN, "OPEN"},
{CLOSE, "CLOSE"}};

3、记录文件名
#define _GET_FILE_NAME(f)   #f
#define GET_FILE_NAME(f)    _GET_FILE_NAME(f)
static char FILE_NAME[] = GET_FILE_NAME(__FILE__);

4、得到一个数值类型所对应的字符串缓冲大小
#define _TYPE_BUF_SIZE(type) sizeof #type
#define TYPE_BUF_SIZE(type)   _TYPE_BUF_SIZE(type)
char buf[TYPE_BUF_SIZE(INT_MAX)];
--> char buf[_TYPE_BUF_SIZE(0x7fffffff)];
--> char buf[sizeof "0x7fffffff"];
这里相当于：
char buf[11];