--事物的难度远远低于对事物的恐惧!
这个章节我们来谈一谈C语言中的宏定义与使用分析,相信每个学过C的都知道,在C中,宏具有如下三个特性:
-#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
而在C语言中,我们常常用#define来定义宏常量,#define定义的宏常量可直接,其本质为字面量,所以宏常量是不占用内存空间的(const定义的只读变量是占用内存空间的)。下边来看看几个宏常量的定义,正确吗?
#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; }
首先我们用预处理器来预处理一下,预处理通过(因为预处理是不进行语法检查的),并且得到的预处理文件内容如下,从预处理文件得知,main函数里的宏都被具定义的内容所替换。
#line 1 "21-1.c" int main() { int err = -1; char* p1 = "D:\test\test.c"; char* p2 = D:\test\test.c; char* p3 = D:\testtest.c; }
所以说,上边的四个宏定义是正确的,能通过预处理器,但是PATH2余PATH3不能通过编译,因为语法不符(大家可自行实验)
说完了宏常量,我们来说说宏表达式
-#define表达式的使用类似于函数调用
-#define表达式可以比函数更强大
-#define表达式比函数更容易出错
下边来看看几个宏表达式,执行结果是否正确:
#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; }
好了,我们来编译运行一下
从运行结果,我们知道s2、m的输出结果与我们所预期的不一样,为什么会是这样?别急,我们先来看看预处理后的文件,如下:
#line 1 "21-2.c" int main() { int a = 1; int b = 2; int c[4] = {0}; int s1 = (a) + (b); int s2 = (a) + (b) * (a) + (b); //原来这样。。 int m = ((a++) < (b) ? (a++) : (b)); //原来这样。。 int d = sizeof(c)/sizeof(*c); return 0; }
经过预处理宏展开后,我们看到s2与m变量的值,现在相信你已经能理解了,这也是宏表达式比函数更容易出错。
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"调用"开销
-宏表达式不能出现递归定义
思考:宏表达式是否存在作用域限制问题?下边的代码是否能正常编译?
#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; }
我们来编译运行一下:
很明显,能编译运行,我们在单独用预处理器处理下(这里把头文件与打印语句注释掉,因为预处理后会展开很多东西),看看中间文件,
#line 1 "21-3.c" void def() { } double area(double r) { return r * r * 3.1415926; } int main() { double r = area(5); return 0; }
从中间文件,可以看出,编译器根本不知道#define宏常量的存在,所以#define宏也就没有什么作用域限制。这也符合文章开头我们所说的:#define定义之后的代码都可以使用这个宏
来看看C语言中几个强大的内置宏
下半边以一个综合示例来展示下#define宏的魅力:
#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; }
运行结果:
总结:
1、预处理器直接对宏进行文本替换
2、宏使用时的参数不会进行求值和运算
3、预处理器不会对宏定义进行语法检查
4、宏定义时出现的语法错误只能被编译器检测
5、宏定义的效率高于函数调用
6、宏的使用会带来一定的副作用