C語言深入講解宏的定義與使用方法
一、C語言中的宏定義
- #define是預(yù)處理器處理的單元實(shí)體之一
- #define 定義的宏可以出現(xiàn)在程序的任意位置
- #define 定義之后的代碼都可以使用這個(gè)宏
- #define 定義的宏常量可以直接使用
- #define 定義的宏常量本質(zhì)為字面量
下面的宏常量定義正確嗎？
編寫代碼來測(cè)試：
#define ERROR -1
#define PATH1 "D:\test\test.c"
#define PATH2 D:\test\test.c
#define PATH3 D:\test\
test.c
int main()
{
int err = ERROR;
char* p1 = PATH1;
char* p2 = PATH2;
char* p3 = PATH3;
}先使用gcc -E Test.c -o Test.i 進(jìn)行預(yù)編譯，預(yù)編譯沒有報(bào)錯(cuò)，結(jié)果如下：
# 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;
}直接進(jìn)行編譯，發(fā)現(xiàn) char* p2 = PATH2; char* p3 = PATH3; 報(bào)錯(cuò)
這說明宏定義是正確的，但是編譯是過不了的，只是
#define PATH2 D:\test\test.c
#define PATH3 D:\test\
不符合語法規(guī)范。
二、宏定義表達(dá)式
- #define 表達(dá)式的使用類似函數(shù)調(diào)用
- #define 表達(dá)式可以比函數(shù)更強(qiáng)大
- #define 表達(dá)式比函數(shù)更容易出錯(cuò)
強(qiáng)大之處其中之一就是可以求數(shù)組的大小，這是不能編寫函數(shù)辦到的。
下面看一段宏表達(dá)式的代碼：
#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);
return 0;
}
下面為輸出結(jié)果,但是 s2 我們預(yù)期的結(jié)果應(yīng)該是 9，m 的值我們預(yù)期的結(jié)果應(yīng)該是 1，這是怎么回事呢？
下面進(jìn)行預(yù)編譯看看代碼到底是怎么運(yùn)行的,輸入 gcc -E Test.c -o Test.i
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
int c[4] = {0};
int s1 = (a) + (b);
int s2 = (a) + (b) * (a) + (b);
int m = ((a++) < (b) ? (a++) : (b));
int d = sizeof(c)/sizeof(*c);
printf("s1 = %d\n", s1);
printf("s2 = %d\n", s2);
printf("m = %d\n", m);
printf("d = %d\n", d);
return 0;
}通過上面宏定義的替換，我們很容易知道為什么結(jié)果跟我們想的不一樣。
三、宏表達(dá)式與函數(shù)的對(duì)比
- 宏表達(dá)式被預(yù)處理器處理，編譯器不知道宏表達(dá)式的存在
- 宏表達(dá)式用“實(shí)參”完全替代形參，不進(jìn)行任何運(yùn)算
- 宏表達(dá)式?jīng)]有任何的“調(diào)用”開銷
- 宏表達(dá)式中不能出現(xiàn)遞歸定義
所以，下面遞歸定義就是錯(cuò)誤的：
四、有趣的問題
宏定義的常量或表達(dá)式是否有作用域限制?（沒有）
下面看一個(gè)宏作用域分析的代碼：
#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;
}下面為輸出結(jié)果：
作用域的概念是針對(duì) C 語言中的變量和函數(shù)，不針對(duì)宏。宏表達(dá)式被預(yù)處理器處理，編譯器不知道宏表達(dá)式的存在。
五、強(qiáng)大的內(nèi)置宏
| 宏 | 含義 | 示例 |
| _FILE_ | 被編譯的文件名 | file1.c |
| _LINE_ | 當(dāng)前行號(hào) | 25 |
| _DATE_ | 編譯時(shí)的日期 | Jan 31 2021 |
| _TIME_ | 編譯時(shí)的時(shí)間 | 17:01:01 |
| _STDC_ | 編譯器是否遵循標(biāo)準(zhǔn)C規(guī)范 | 1 |
下面看一個(gè)宏使用的綜合示例：
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define MALLOC(type, x) (type*)malloc(sizeof(type)*x)
#define FREE(p) (free(p), p=NULL)
#define LOG(s) printf("[%s] {%s:%d} %s \n", __DATE__, __FILE__, __LINE__, s)
#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");
return 0;
}下面為輸出結(jié)果：
可以看到宏定義是很強(qiáng)大的，可以打印出日期，文件名，行號(hào)，不使用宏定義很難實(shí)現(xiàn)。
六、小結(jié)
- 預(yù)處理器直接對(duì)宏進(jìn)行文本替換
- 宏使用時(shí)的參數(shù)不會(huì)進(jìn)行求值和運(yùn)算
- 預(yù)處理器不會(huì)對(duì)宏定義進(jìn)行語法檢查
- 宏定義時(shí)出現(xiàn)的語法錯(cuò)誤只能被編譯器檢測(cè)
- 宏定義的效率高于函數(shù)調(diào)用
- 宏的使用會(huì)帶來一定的副作用
到此這篇關(guān)于C語言深入講解宏的定義與使用方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言 宏的定義內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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