C语言宏定义
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2023-03-14
#define 叫做
宏定义命令,它也是C语言预处理命令的一种。所谓
宏定义,就是用一个标识符来表示一个字符串,如果在后面的代码中出现了该标识符,那么就全部替换成指定的字符串。
我们先通过一个例子来看一下 #define 的用法:
120
注意第 6 行代码
宏定义是由源程序中的宏定义命令
宏定义的一般形式为:
将上面的例子补充完整:
Input a number: 10↙
sum=1560
程序的开头首先定义了一个宏 M,它表示 (n*n+3*n) 这个表达式。在 9 行代码中使用了宏 M,预处理程序将它展开为下面的语句:
2) 宏定义不是说明或语句,在行末不必加分号,如加上分号则连分号也一起替换。
3) 宏定义必须写在函数之外,其作用域为宏定义命令起到源程序结束。如要终止其作用域可使用
4) 代码中的宏名如果被引号包围,那么预处理程序不对其作宏代替,例如:
OK
该例中定义宏名 OK 表示 100,但在 printf 语句中 OK 被引号括起来,因此不作宏替换,而作为字符串处理。
5) 宏定义允许嵌套,在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名,在宏展开时由预处理程序层层代换。例如:
6) 习惯上宏名用大写字母表示,以便于与变量区别。但也允许用小写字母。
7) 可用宏定义表示数据类型,使书写方便。例如:
请看下面的例子:
下面用 PIN1,PIN2 说明变量时就可以看出它们的区别:
我们先通过一个例子来看一下 #define 的用法:
#include <stdio.h> #define N 100 int main(){ int sum = 20 + N; printf("%d\n", sum); return 0; }运行结果:
120
注意第 6 行代码
int sum = 20 + N
,
N
被
100
代替了。
#define N 100
就是宏定义,
N
为宏名,
100
是宏的内容(宏所表示的字符串)。在预处理阶段,对程序中所有出现的“宏名”,预处理器都会用宏定义中的字符串去代换,这称为“宏替换”或“宏展开”。
宏定义是由源程序中的宏定义命令
#define
完成的,宏替换是由预处理程序完成的。
宏定义的一般形式为:
#define 宏名 字符串
#
表示这是一条预处理命令,所有的预处理命令都以 # 开头。
宏名
是标识符的一种,命名规则和变量相同。
字符串
可以是数字、表达式、if 语句、函数等。
这里所说的字符串是一般意义上的字符序列,不要和C语言中的字符串等同,它不需要双引号。程序中反复使用的表达式就可以使用宏定义,例如:
#define M (n*n+3*n)它的作用是指定标识符
M
来表示
(y*y+3*y)
这个表达式。在编写代码时,所有出现 (y*y+3*y) 的地方都可以用 M 来表示,而对源程序编译时,将先由预处理程序进行宏代替,即用 (y*y+3*y) 去替换所有的宏名 M,然后再进行编译。
将上面的例子补充完整:
#include <stdio.h> #define M (n*n+3*n) int main(){ int sum, n; printf("Input a number: "); scanf("%d", &n); sum = 3*M+4*M+5*M; printf("sum=%d\n", sum); return 0; }运行结果:
Input a number: 10↙
sum=1560
程序的开头首先定义了一个宏 M,它表示 (n*n+3*n) 这个表达式。在 9 行代码中使用了宏 M,预处理程序将它展开为下面的语句:
sum=3*(n*n+3*n)+4*(n*n+3*n)+5*(n*n+3*n);需要注意的是,在宏定义中表达式
(n*n+3*n)
两边的括号不能少,否则在宏展开以后可能会产生歧义。下面是一个反面的例子:
#difine M n*n+3*n在宏展开后将得到下述语句:
s=3*n*n+3*n+4*n*n+3*n+5*n*n+3*n;这相当于:
3n
2+3n+4n
2+3n+5n
2+3n
这显然是不正确的。所以进行宏定义时要注意,应该保证在宏替换之后不发生歧义。
对 #define 用法的几点说明
1) 宏定义是用宏名来表示一个字符串,在宏展开时又以该字符串取代宏名,这只是一种简单粗暴的替换。字符串中可以含任何字符,它可以是常数、表达式、if 语句、函数等,预处理程序对它不作任何检查,如有错误,只能在编译已被宏展开后的源程序时发现。2) 宏定义不是说明或语句,在行末不必加分号,如加上分号则连分号也一起替换。
3) 宏定义必须写在函数之外,其作用域为宏定义命令起到源程序结束。如要终止其作用域可使用
#undef
命令。例如:
#define PI 3.14159 int main(){ // Code return 0; } #undef PI void func(){ // Code }表示 PI 只在 main() 函数中有效,在 func() 中无效。
4) 代码中的宏名如果被引号包围,那么预处理程序不对其作宏代替,例如:
#include <stdio.h> #define OK 100 int main(){ printf("OK\n"); return 0; }运行结果:
OK
该例中定义宏名 OK 表示 100,但在 printf 语句中 OK 被引号括起来,因此不作宏替换,而作为字符串处理。
5) 宏定义允许嵌套,在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名,在宏展开时由预处理程序层层代换。例如:
#define PI 3.1415926 #define S PI*y*y /* PI是已定义的宏名*/对语句:
printf("%f", S);在宏代换后变为:
printf("%f", 3.1415926*y*y);
6) 习惯上宏名用大写字母表示,以便于与变量区别。但也允许用小写字母。
7) 可用宏定义表示数据类型,使书写方便。例如:
#define UINT unsigned int在程序中可用 UINT 作变量说明:
UINT a, b;应注意用宏定义表示数据类型和用 typedef 定义数据说明符的区别。 宏定义只是简单的字符串替换,由预处理器来处理;而 typedef 是在编译阶段由编译器处理的,它并不是简单的字符串替换,而给原有的数据类型起一个新的名字,将它作为一种新的数据类型。
请看下面的例子:
#define PIN1 int * typedef int *PIN2; //也可以写作typedef int (*PIN2);从形式上看这两者相似, 但在实际使用中却不相同。
下面用 PIN1,PIN2 说明变量时就可以看出它们的区别:
PIN1 a, b;在宏代换后变成:
int * a, b;表示 a 是指向整型的 指针变量,而 b 是整型变量。然而:
PIN2 a,b;表示 a、b 都是指向整型的指针变量。因为 PIN2 是一个新的、完整的数据类型。 由这个例子可见,宏定义虽然也可表示数据类型, 但毕竟只是简单的字符串替换。在使用时要格外小心,以避出错。