比较全面的宏定义解析

时间:2022-10-21 07:52:44

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宏定义


宏定义是C提供的三种预处理功能的其中一种,这三种预处理包括:宏定义、文件包含、条件编译。

参数


不带参数


宏定义又称为宏代换、宏替换,简称“宏”。
格式:
#define 标识符 字符串
其中的标识符就是所谓的符号常量,也称为“宏名”。
预处理(预编译)工作也叫做宏展开:将宏名替换为字符串。
掌握"宏"概念的关键是“换”。一切以换为前提、做任何事情之前先要换,准确理解之前就要“换”。
即在对相关命令或语句的含义和功能作具体分析之前就要换:
例:
#define Pi 3.1415926
把程序中出现的Pi全部换成3.1415926
说明:
(1)宏名一般用大写
(2)使用宏可提高程序的通用性和易读性,减少不一致性,减少输入错误和便于修改。例如:数组大小常用宏定义
(3)预处理是在编译之前的处理,而编译工作的任务之一就是语法检查,预处理不做语法检查。
(4)宏定义末尾不加分号;
(5)宏定义写在函数的花括号外边,作用域为其后的程序,通常在文件的最开头。
(6)可以用#undef命令终止宏定义的作用域
(7)宏定义允许嵌套
(8)字符串" "中永远不包含宏
(9)宏定义不分配内存,变量定义分配内存。
(10)宏定义不存在类型问题,它的参数也是无类型的。[2]

带参数


除了一般的字符串替换,还要做参数代换
格式:
#define宏名(参数表) 字符串
例如:#define S(a,b) a*b
area=S(3,2);第一步被换为area=a*b; ,第二步被换为area=3*2;
类似于函数调用,有一个哑实结合的过程:
(1)实参如果是表达式容易出问题
#define S(r) r*r
area=S(a+b);第一步换为area=r*r;,第二步被换为area=a+b*a+b;
正确的宏定义是#define S(r) ((r)*(r))
(2)宏名和参数的括号间不能有空格
(3)宏替换只作替换,不做计算,不做表达式求解
(4)函数调用在编译后程序运行时进行,并且分配内存。宏替换在编译前进行,不分配内存
(5)宏的哑实结合不存在类型,也没有类型转换。
(6)函数只有一个返回值,利用宏则可以设法得到多个值
(7)宏展开使源程序变长,函数调用不会
(8)宏展开不占运行时间,只占编译时间,函数调用占运行时间(分配内存、保留现场、值传递、返回值)[3]

冷门重点


1.#define用法

1、 用无参宏定义一个简单的常量
#define LEN 12
这个是最常见的用法,但也会出错。
比如下面几个知识点你会吗?可以看下:
(1)#define NAME "zhangyuncong"
程序中有"NAME"则,它会不会被替换呢?
(2)#define 0x abcd
可以吗?也就是说,可不可以用不是标识符的字母替换成别的东西?
(3)#define NAME "zhang
这个可以吗?
(4)#define NAME "zhangyuncong"
程序中有上面的宏定义,并且,程序里有句:
NAMELIST这样,会不会被替换成"zhangyuncong"LIST
四个题答案都是十分明确的。
第一个,""内的东西不会被宏替换。这一点应该大都知道。
第二个,宏定义前面的那个必须是合法的用户标识符
第三个,宏定义也不是说后面东西随便写,不能把字符串的两个""拆开。
第四个:只替换标识符,不替换别的东西。NAMELIST整体是个标识符,而没有NAME标识符,所以不替换。
也就是说,这种情况下记住:#define第一位置第二位置
(1) 不替换程序中字符串里的东西。
(2) 第一位置只能是合法的标识符(可以是关键字)
(3) 第二位置如果有字符串,必须把""配对。
(4) 只替换与第一位置完全相同的标识符
还有就是老生常谈的话:记住这是简单的替换而已,不要在中间计算结果,一定要替换出表达式之后再算。

2、 带参宏一般用法

比如#define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
则遇到MAX(1+2,value)则会把它替换成:
((1+2)>(value)?(1+2):(value))
注意事项和无参宏差不多。
但还是应注意
#define FUN(a) "a"
则,输入FUN(345)会被替换成什么?
其实,如果这么写,无论宏的实参是什么,都不会影响其被替换成"a"的命运。
也就是说,""内的字符不被当成形参,即使它和一模一样。
那么,你会问了,我要是想让这里输入FUN(345)它就替换成"345"该怎么实现呢?
请看下面关于#的用法

3、 有参宏定义中#的用法

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,被当做字符串处理
#define STR(str) #str
#用于把宏定义中的参数两端加上字符串的""
比如,这里STR(my#name)会被替换成"my#name"
一般由任意字符都可以做形参,但以下情况会出错:
STR())这样,编译器不会把“)”当成STR()的参数。
STR(,)同上,编译器不会把“,”当成STR的参数。
STR(A,B)如果实参过多,则编译器会把多余的参数舍去。(VC++2008为例)
STR((A,B))会被解读为实参为:(A,B),而不是被解读为两个实参,第一个是(A第二个是B)。

4、 有参宏定义中##的用法

#define WIDE(str) L##str
则会将形参str的前面加上L
比如:WIDE("abc")就会被替换成L"abc"
如果有#defineFUN(a,b) vo##a##b()
那么FUN(id ma,in)会被替换成void main()

5、 多行宏定义:

#define doit(m,n) for(int i=0;i<(n);++i)\
{\
m+=i;\
}

宏定义 转自 百度百科


C语言宏定义##连接符和#符的使用 


C语言中如何使用宏C(和C++)中的宏(Macro)属于编译器预处理的范畴,属于编译期概念(而非运行期概念)。下面对常遇到的宏的使用问题做了简单总结。
宏中"#"和"##"的用法 

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; 
}

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");           //而不是0x7FFFFFFF INT_MAX不展开了

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))

''#''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];


C语言宏定义##连接符和#符的使用 http://hi.baidu.com/ufo008ahw/item/dbe3f24254976c08e83504fc



变参宏 消除多余的分号 Duplication of Side Effects


关于变参的使用

...在C宏中称为Variadic Macro,也就是变参宏。比如:

#define myprintf(templt,...) fprintf(stderr,templt,__VA_ARGS__)

// 或者

#define myprintf(templt,args...) fprintf(stderr,templt,args)

第一个宏中由于没有对变参起名,我们用默认的宏__VA_ARGS__来替代它。第二个宏 中,我们显式地命名变参为args,那么我们在宏定义中就可以用args来代指变参了。同C语言的stdcall一样,变参必须作为参数表的最有一项出 现。当上面的宏中我们只能提供第一个参数templt时,C标准要求我们必须写成:

myprintf(templt,);

的形式。这时的替换过程为:

myprintf("Error!/n",);

替换为:

fprintf(stderr,"Error!/n",);

这是一个语法错误,不能正常编译。这个问题一般有两个解决方法。首先,GNU CPP提供的解决方法允许上面的宏调用写成:

myprintf(templt);

而它将会被通过替换变成:

fprintf(stderr,"Error!/n",);

很明显,这里仍然会产生编译错误(非本例的某些情况下不会产生编译错误)。除了这种方式外,c99和GNU CPP都支持下面的宏定义方式:

#define myprintf(templt, ...) fprintf(stderr,templt, ##__VAR_ARGS__)

这时,##这个连接符号充当的作用就是当__VAR_ARGS__为空的时候,消除前面的那个逗号。那么此时的翻译过程如下:

myprintf(templt);

被转化为:

fprintf(stderr,templt);

这样如果templt合法,将不会产生编译错误。 这里列出了一些宏使用中容易出错的地方,以及合适的使用方式。

消除多余的分号-Semicolon Swallowing

通常情况下,为了使函数模样的宏在表面上看起来像一个通常的C语言调用一样,通常情况下我们在宏的后面加上一个分号,比如下面的带参宏:

MY_MACRO(x);

但是如果是下面的情况:

#define MY_MACRO(x) {	/* line 1 */	/* line 2 */	/* line 3 */ }

//...

if (condition())

MY_MACRO(a);

else

{...}

这样会由于多出的那个分号产生编译错误。为了避免这种情况出现同时保持MY_MACRO(x);的这种写法,我们需要把宏定义为这种形式:

#define MY_MACRO(x) do {

/* line 1 */ /* line 2 */ /* line 3 */ } while(0)

这样只要保证总是使用分号,就不会有任何问题。

Duplication of Side Effects

这里的Side Effect是指宏在展开的时候对其参数可能进行多次Evaluation(也就是取值),但是如果这个宏参数是一个函数,那么就有可能被调用多次从而达到不一致的结果,甚至会发生更严重的错误。比如:

#define min(X,Y) ((X) > (Y) ? (Y) : (X))

//...

c = min(a,foo(b));

这时foo()函数就被调用了两次。为了解决这个潜在的问题,我们应当这样写min(X,Y)这个宏:

#define min(X,Y) ({	typeof (X) x_ = (X);	typeof (Y) y_ = (Y);	(x_ < y_) ? x_ : y_; })

({...})的作用是将内部的几条语句中最后一条的值返回,它也允许在内部声明变量(因为它通过大括号组成了一个局部Scope)。


关于变参的使用 消除多余分号 Side effects 转自 http://blog.csdn.net/dotphoenix/article/details/4345174


使用ANSI C 、 C++中常用的预定义宏

ANSI C标准中有几个标准预定义宏:__FILE__     __DATE__   __TIME___    __LINE__   等

__LINE__:在源代码中插入当前源代码行号;

__FILE__:在源文件中插入当前源文件名;

__DATE__:在源文件中插入当前的编译日期

__TIME__:在源文件中插入当前编译时间;

__STDC__:当要求程序严格遵循ANSI C标准时该标识被赋值为1;

__cplusplus:当编写C++程序时该标识符被定义。

_FUNCTION_  当前所在函数名

这几个宏比较有用


在调试程序时或编译时,__LINE__比较有用,可以用来打印逻辑错误的行号~~~~~~~,例子:

switch(x)

{

         case 1:

                   ....;

                   break;

 

         case 2:

                   .....;

                  break;

 

          default:

            printf("logic erro line number%d!/n",__LINE__);

            break;

}


又如利用__DATE__和__TIME__可以插入编译时间。

代码:

void print_version_info(void)

{

         printf("Date Compiled:%s/n",__DATE__);

         printf("TimeCompiled:%s/n",__TIME__);

}

输出格式为:mm dd yy 和 hh:mm:ss

对于__FILE__,__LINE__,__func__这样的宏,在调试程序时是很有用的,因为你可以很容易的知道程序运行到了哪个文件的那一 行,是哪个函数。

       下面一个例子是打印上面这些预定义的宏的。

__DATE__,__FILE__,__LINE__,__TIME__,__FUNCTION__ C标准中指定了一些预定义的宏,对于编程经常会用到。下面这个表中就是一些常常用到的预定义宏。

__DATE_ %s_
进行预处理的日期(“Mmm dd yyyy”形式的字符串文字)

__FILE__  %s
代表当前源代码文件名的字符串文字

__LINE__    %d
代表当前源代码中的行号的整数常量

__TIME__  %s
源文件编译时间,格式微“hh:mm:ss”

__FUNCTION__(__func__)  %s
当前所在函数名

__PRETTY_FUNCTION__ %s

当前所在函数名,包括返回类型和参数类型。

例如:printf("__PRETTY_FUNCTION__:%s/n", __PRETTY_FUNCTION__);

输出:__PRETTY_FUNCTION__:int main(int, char**)

 


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void why_me();
int main()
{
    printf( "The file is %s./n", __FILE__ );
    printf( "The date is %s./n", __DATE__ );
    printf( "The time is %s./n", __TIME__ );
    printf( "This is line %d./n", __LINE__ );
    printf( "This function is %s./n", __FUNCTION__ );
    why_me();
    return 0;
}

void why_me()
{
    printf( "This function is %s/n", __func__ );
    printf( "The file is %s./n", __FILE__ );
    printf( "This is line %d./n", __LINE__ );
}  

使用ANSI C 、 C++中常用的预定义宏 转自 http://blog.csdn.net/clozxy/article/details/5629203

c,c++ ANSI中预定义 _cplusplus 简介


经常在/usr/include目录下看到这种字句:

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
...
#ifdef __cplusplus
}
#endif


不太明白是怎么用的。今天阅读autobook,在第53页看到了作者的解释:C/C++编译器对函数和变量名的命名方法不一样(例如C++中重载的函数有多个名字,而C的函数只有一个名字),这样当C编译器去引用C++编译器编译出来的符号时,会找不到链接。因此,当一个头文件可能既被C程序引用,又被C++程序引用时,需要使用如上代码进行区分。

上面的写法太复杂了,况且两个大括号{和}分离,会造成有些编辑器的缩进错误。更好的手法是将如下代码定义在一个公共头文件中,然后所有其它头文件去引用它:

#ifdef __cplusplus
#  define BEGIN_C_DECLS         extern "C" {
#  define END_C_DECLS           }
#else
#  define BEGIN_C_DECLS
#  define END_C_DECLS
#endif

#define _cplusplus 的详细妙用http://www.cnblogs.com/stonecrazyking/archive/2006/09/23/512552.html