【C++】C/C++中的宏定义

一个很奇怪的文章，宏定义需要特别注意吗？

答案是：是的！

宏定义是C语言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。

宏定义和操作符的区别是：宏定义是替换，不做计算，也不做表达式求解。

这篇文章会谈到一些宏定义，除了我们常用的 #define 之外，还会有一些高级用法。

首先我们来谈谈#define…我们知道，它配合 #if、#endif、#ifdef、#ifndef可以实现文件包含、条件编译、宏定义等功能，但是这并不是我们这里要讲的重点，因为它…太简单。

不过还是简单提一下吧：

首先是宏定义最简单的用法：

把程序中出现的Pi全部换成3.1415926

 请注意：
（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。
除了一般的字符串替换，还可以做参数代换
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：

PS.所谓哑实结合我的理解是从形参到实参的转变。

  警惕这里！
（1）实参如果是表达式容易出问题

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）宏展开使源程序变长，函数调用不会
（7）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）

 

同时要注意 #define的 几个冷门知识：
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

大多数这个其实编程一试即可…但是还是要稍加注意。

第一个，””内的东西不会被宏替换。这一点应该大家都知道。
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，一定要全部替换出表达式之后再算。

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。

但还是应注意以下的替换规则：
#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，即使它和形参一模一样。

 

那么问题来了，如果按照上文的替换方法，我要替换一个字符串怎么办呢。

那就涉及到了 宏定义中 #的用法：

先举个板栗子~：

在一个宏中的参数前面使用一个#,预处理器会把这个参数转换为一个字符数组

简化理解：#是“字符串化”的意思，出现在宏定义中的#是把跟在后面的参数转换成一个字符串

ERROR_LOG(“add”); 转换为 fprintf(stderr,”error: “add”\n”);
ERROR_LOG(devied =0); 转换为 fprintf(stderr,”error: devied=0\n”);

接下来我们看看理论的东西：

#define STR(str) #str
后一个#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。
STR((A,B))会被解读为实参为：(A,B)，而不是被解读为两个实参

 

同样的，除了#的用法之外，还有一个用法是 ##…之前不认真看看还真不知道，C语言的#define还有这么多门道！

“##”是一种分隔连接方式，它的作用是先分隔，然后进行强制连接。

在普通的宏定义中，预处理器一般把空格解释成分段标志，对于每一段和前面比较，相同的就被替换。

但是这样做的结果是，被替换段之间存在一些空格。如果我们不希望出现这些空格，就可以通过添加一些##来替代空格。

TYPE1(int, c); 转换为：int name_int_type ;
(因为##号将后面分为 name_ 、type 、 _type三组，替换后强制连接)

TYPE2(int, d);转换为： int d_int_type ;
(因为##号将后面分为 name、_、type 、_type四组，替换后强制连接)

再来一个简化版的：

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()