C 语言中的宏定义
- #define 是预处理器处理的单元实体之一
- #define 宏定义可以出现在程序的任意为止
- #define 定义之后的代码都可以使用这个宏(无作用域的概念)
定义常量宏
- #define 定义的宏常量可以直接使用
- #define 定义的宏常量本质为字面量【不占用内存】
实例分析: 宏表达式分析
Test.c
#define ERROR -1
#define PATH1 "D:\test\test.c"
#define PATH2 D:\test\test.c
#define PATH3 D:\test\ // \ 成为接续符
test.c
int main()
{
int err = ERROR;
char* p1 = PATH1;
char* p2 = PATH2;
char* p3 = PATH3;
}
Test.i
# 1 "test.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "test.c"
int main()
{
int err = -1;
char* p1 = "D:\test\test.c";
char* p2 = D:\test\test.c;
char* p3 = D:\testtest.c;
}
分析: 预处理不会报错,只是进行的宏文本替换,编译阶段报错
宏定义表达式
- #define 表达式的使用类似函数调用
- #define 表达式比函数更强大
- #define 表达式比函数更容易出错,同时增加调试难度
实例分析: 宏表达式分析
#include <stdio.h>
#define _SUM(a, b) (a) + (b)
#define _MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
#define _DIM(a) sizeof(a)/sizeof(*a)
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
int c[4] = {0};
int s1 = _SUM(a, b);
int s2 = _SUM(a, b) * _SUM(a, b);
int m = _MIN(a++, b);
int d = _DIM(c);
printf("s1 = %d\n", s1);
printf("s2 = %d\n", s2);
printf("m = %d\n", m);
printf("d = %d\n", d);
}
输出:【部分输出不是我们期望的】
s1 = 3
s2 = 5 【非期望输出】
m = 2 【非期望输出】
d = 4 【宏表达式的强大】
分析:
int s1 = (a) + (b);
int s2 = (a) + (b) * (a) + (b); // 预处理后语义发生改变
int m = ((a++) < (b) ? (a++) : (b)); // 预处理后语义发生改变
int d = sizeof(c)/sizeof(*c);
在使用宏时,多使用 () 是好的习惯:
#define _SUM(a, b) (a) + (b)
_SUM(a, b) * _SUM(a, b) ==> ((a) + (b)) * ((a) + (b))
宏表达式与函数的对比
- 宏表达式被预处理器处理,编译器不知道宏表达式的存在【因此没有作用域的概念】
- 宏表达式用 “实参” 完全替代形参,不进行任何运算
- 宏表达式没有任何的“调用”开销
- 宏表达式中不能出现递归定义
#define _SUM_(n)((n>0) ? (_SUM_(n-1)+n) : 0)
.c ==> .i
((10>0) ? (_SUM_(10 -1)+10) : 0);
宏定义的常量或表达式是否有作用域限制?
实例分析: 宏的作用域分析
#include <stdio.h>
void def()
{
#define PI 3.1415926
#define AREA(r) r * r * PI
}
double area(double r)
{
return AREA(r);
}
int main()
{
double r = area(5);
printf("PI = %f\n", PI);
printf("d = 5; a = %f\n", r);
return 0;
}
输出:
PI = 3.141593
d = 5; a = 78.539815
分析:
定义宏之后的代码可以直接使用当前宏。
宏编译器被预处理器处理,编译器不知道宏标识符的存在,因此编译器无法将作用域的概念用于标识符。
强大的内置宏
宏 | 含义 | 示例 |
_FILE_ | 被编译的文件名 | file1.c |
_LINE_ | 当前行号 | 25 |
_DATE_ | 编译时的日期 | Jan 31 2012 |
_TIME_ | 编译时的时间 | 17:01:01 |
_STDC_ | 编译器是否遵循标准C规范 | 1 |
示例分析: 宏使用综合示例
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define MALLOC(type, x) (type*)malloc(sizeof(type)*x) // 宏的强大
#define FREE(p) (free(p), p=NULL) // 宏的强大
#define LOG(s) printf("[%s] {%s:%d} %s \n", __DATE__, __FILE__, __LINE__, s) // 宏的强大
#define FOREACH(i, m) for(i=0; i<m; i++)
#define BEGIN {
#define END }
int main()
{
int x = 0;
int* p = MALLOC(int, 5);
LOG("Begin to run main code ...");
FOREACH(x, 5)
BEGIN
p[x] = x;
END
FOREACH(x, 5)
BEGIN
printf("%d \n", p[x]);
END
FREE(p);
LOG("END");
}
输出:
[Dec 3 2018] {test.c:19} Begin to run main code ...
0
1
2
3
4
[Dec 3 2018] {test.c:33} END
小结
- 预处理器直接对宏进行文本替换
- 宏使用时的参数不会进行求值和运算
- 预处理器不会对宏定义进行语法检查
- 宏定义时出现的语法错误只能被编译器检测
- 宏定义的效率高于函数调用
- 宏的使用会带来一定的副作用
- 如果使用得当,宏会是很好的助手。多加 () 是个好习惯
以上内容参考狄泰软件学院系列课程,请大家保护原创!
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