C语言深入讲解宏的定义与使用方法

 更新时间:2022年04月19日 11:42:15   作者:清风自在 流水潺潺  
在 C 语言中,可以采用命令 #define 来定义宏。该命令允许把一个名称指定成任何所需的文本,例如一个常量值或者一条语句。在定义了宏之后,无论宏名称出现在源代码的何处,预处理器都会把它用定义时指定的文本替换掉

一、C语言中的宏定义

  • #define是预处理器处理的单元实体之一
  • #define 定义的宏可以出现在程序的任意位置
  • #define 定义之后的代码都可以使用这个宏
  • #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

下面的宏常量定义正确吗?

编写代码来测试:

#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 进行预编译,预编译没有报错,结果如下:

# 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;
}

直接进行编译,发现 char* p2 = PATH2; char* p3 = PATH3; 报错

这说明宏定义是正确的,但是编译是过不了的,只是

#define PATH2 D:\test\test.c

#define PATH3 D:\test\

不符合语法规范。

二、宏定义表达式

  • #define 表达式的使用类似函数调用
  • #define 表达式可以比函数更强大
  • #define 表达式比函数更容易出错

强大之处其中之一就是可以求数组的大小,这是不能编写函数办到的。

下面看一段宏表达式的代码:

#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;
}
 

下面为输出结果,但是 s2 我们预期的结果应该是 9,m 的值我们预期的结果应该是 1,这是怎么回事呢?

下面进行预编译看看代码到底是怎么运行的,输入 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;
}

通过上面宏定义的替换,我们很容易知道为什么结果跟我们想的不一样。

三、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
  • 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

所以,下面递归定义就是错误的:

四、有趣的问题

宏定义的常量或表达式是否有作用域限制?(没有)

下面看一个宏作用域分析的代码:

#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;
}

下面为输出结果:

作用域的概念是针对 C 语言中的变量和函数,不针对宏。宏表达式被预处理器处理,编译器不知道宏表达式的存在。

五、强大的内置宏

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 2021
_TIME_编译时的时间17:01:01
_STDC_编译器是否遵循标准C规范1

下面看一个宏使用的综合示例:

#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;
}

下面为输出结果:

可以看到宏定义是很强大的,可以打印出日期,文件名,行号,不使用宏定义很难实现。

六、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

到此这篇关于C语言深入讲解宏的定义与使用方法的文章就介绍到这了,更多相关C语言 宏的定义内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • C语言实现大数值金额大写转换的方法详解

    C语言实现大数值金额大写转换的方法详解

    这篇文章主要为大家详细介绍了如何利用C语言实现大数值金额大写转换的功能,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起了解一下
    2023-03-03
  • C++结构体与类的区别详情

    C++结构体与类的区别详情

    这篇文章主要介绍了C++结构体与类的区别,C++中的struct对C中的struct进行了扩充,它已经不再只是一个包含不同数据类型的数据结构了,它已经获取了太多的功能。下面我们一起进入文章俩姐具体内容,需要的朋友也可以参考一下
    2021-11-11
  • C/C++项目编译工具简单介绍

    C/C++项目编译工具简单介绍

    我们给大家带来了一篇关于C/C++项目编译工具简单介绍的文章,大家在项目编译前可以先阅读下。
    2019-12-12
  • 实例详解C++中指针与引用的区别

    实例详解C++中指针与引用的区别

    引用是C++引入的重要机制(C语言没有引用),它使原来在C中必须用指针来实现的功能有了另一种实现的选择,在书写形式上更为简洁,那么引用的本质是什么,它与指针又有什么关系呢?这篇文章主要给大家介绍了关于C++中指针与引用的区别,需要的朋友可以参考下
    2021-07-07
  • C语言中单链表的基本操作(创建、销毁、增删查改等)

    C语言中单链表的基本操作(创建、销毁、增删查改等)

    这篇文章主要介绍了C语言中单链表的基本操作(创建、销毁、增删查改等),具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2023-02-02
  • 关于单片机按键问题性能提升总结

    关于单片机按键问题性能提升总结

    今天小编就为大家分享一篇关于关于单片机按键问题性能提升总结,小编觉得内容挺不错的,现在分享给大家,具有很好的参考价值,需要的朋友一起跟随小编来看看吧
    2018-12-12
  • C++实现线程池的简单方法示例

    C++实现线程池的简单方法示例

    这篇文章主要给大家介绍了关于C++实现线程池的简单方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家学习或者使用C++具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面来一起学习学习吧
    2020-05-05
  • TensorFlow源代码构建流程记录解析

    TensorFlow源代码构建流程记录解析

    这篇文章主要为大家介绍了TensorFlow源代码构建流程记录解析,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪
    2023-01-01
  • C语言 const修饰普通变量和指针的操作代码

    C语言 const修饰普通变量和指针的操作代码

    这篇文章主要介绍了C语言const修饰普通变量和指针,用const修饰普通变量时,是在语法层面限制了变量的修改,但是本质上,变量还是变量,是一种不能被修改的变量,本文通过实例代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下
    2023-08-08
  • Visual C++中Tab View的多种实现方法

    Visual C++中Tab View的多种实现方法

    这篇文章主要介绍了Visual C++中Tab View的多种实现方法,包括了CTabCtrl控件、CSheetCtrl标签选择窗口以及静态分割窗口等实现Tab View的方法,需要的朋友可以参考下
    2014-10-10

最新评论