C语言宏详解

在介绍C语言的宏定义之前，需要介绍一下预处理。什么是预处理呢？所谓预处理是指在进行编译的第一遍扫描（词法扫描和语法分析）之前所做的工作。预处理是C语言的一个重要的功能，它由预处理程序负责完成。当对一个源文件进行编译时，系统将自动引用预处理程序对源程序中的预处理部分作处理，处理完毕后自动进入对源程序的编译。程序中以“#”开头的预处理命令，如包含命令#include，宏定义命令#define等。在源程序中这些命令都放在函数之外，一般放在源文件的前面，称为预处理部分。宏定义就是预处理的一种。C语言中允许用一个标识符来表示一个字符串，称为“宏”。被定义为“宏”的标识符称为“宏名”。在预编译处理时，对程序中所有出现的“宏名”，都用宏定义中的字符串去代换，这称为“宏代换”或“宏展开”。C语言的“宏”分为有参数和无参数两种，下面对这两种“宏”分别进行讨论。1、无参宏定义无参宏的宏名后不带参数。其定义的一般形式为：#define  标识符  字符串“标识符”为所定义的宏名，“字符串”可以是常数、表达式、格式串等。例如：    #define M (x*x+2*x+1)它的作用是指定标识符M来代替表达式(x*x+2*x+1)。在编写源程序时，所有的(x*x+2*x+1)都可以由M代替。而对源程序作编译时，将先由预处理程序进行宏代换，即用(x*x+2*x+1)表达式去置换所有的宏名M，然后再进行编译。例如：#include <stdio.h>#define M (x*x+2*x+1)main(){    int sum,x;    printf("input a number:  ");    scanf("%d",&x);    sum=3*M+4*M+5*M;    printf("sum=%d\n",sum);}上例程序先用宏定义M来替代表达式(x*x+2*x+1)，在sum=3*M+4*M+5*M中作了宏调用。在预处理时经宏展开后该语句变为sum=3*(x*x+2*x+1)+4*(x*x+2*x+1)+5*M(x*x+2*x+1)。对于宏定义需要注意一下几点：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，这只是一种简单的代换，字符串中可以包含任何字符，可以是常数，也可以是表达式，预处理程序不对它作任何检查。如有错误，只能在编译已被宏展开后的的源程序时发现。2）宏定义不是说明或语句，在行末不需加分号，若加了分号则连分号一起置换。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 3.1415926main(){    ...}#undef PIf1(){    ...}表示PI只在main函数中有效，在f1中无效。4）宏名若在程序中用引号括起来，则预处理程序不对其作宏代换。5）宏定义允许嵌套，在宏定义的字符串中可以使用已定义的宏名。在宏展开时，由预处理程序层层代换。6）习惯上宏名用大写字母表示，以区分变量。当然也可以用小写字母表示。7）可以用宏定义表示数据类型，使书写方便。例如：#define U8 unsigned int 注意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代换，是在预处理完成的；而typedef是在编译时处理的，它不是做简单的代换，而是对类型说明符重新命名，被命名的标识符具有类型定义说明的功能。2、带参宏定义在宏定义中的参数称为形式参数，在宏调用中的参数称为实际参数。对带参的宏，在调用中，不仅要宏展开，而且要用实参去代换形参。带参宏定义的一般形式为：    #define  宏名（形参表） 字符串在字符串中含有各个形参。带参宏调用的一般形式为：    宏名（实参表）；例如：    #define M(y) y*y+3y    /*宏定义*/    ...    k=M(5)                 /*宏调用*/    ...    在宏调用时，用实参5去替代形参y，经预处理宏展开后的语句为：    k=5*5+3*5例如：用带参宏来获取较大数    #define MAX(a,b) (a>b)?a:b对于带参宏需要注意以下几点：1）带参宏定义中，宏名和形参表之间不能有空格出现。2）在带参宏定义中，形式参数不分配内存单元，因此不必作类型定义。而宏调用中的实参由具体的值，要用它们去代换形参，因此必须作类型声明。这只是符号代换，不存在值传递的问题。3）在宏定义中形参是标识符，而宏调用中的实参可以是表达式。4）在宏定义中，字符串内的形参通常要用括号括起来以免出错。