C语言#define预处理

学编程的闹钟 · 发表于 2024-3-8 15:21

C语言#define预处理

#define简介

C语言里可以用#define定义一个标识符来表示一个常量。特点是：定义的标识符不占内存，只是一个临时的符号，预编译后这个符号就不存在了，也不做类型定义。预编译又叫预处理。预编译就是编译前的处理。这个操作是在正式编译之前由系统自动完成的。

#define又称宏定义，标识符为所定义的宏名，简称宏。标识符的命名规则和变量的命名规则是一样的。#define的功能是将标识符定义为其后的常量，一经定义，程序中就可以直接用标识符来表示这个常量，也就是文本替换。变量名表示的是一个变量，但宏名表示的是一个常量，可以给变量赋值，但绝不能给常量赋值。

宏定义最大的好处是方便程序的修改。使用宏定义可以用宏代替一个在程序中经常使用的常量。这样，当需要改变这个常量的值时，就不需要对整个程序一个一个进行修改，只需修改宏定义中的常量就行了。且当常量比较长时，使用宏就可以用较短的有意义的标识符来代替它，这样编程的时候就会更方便，不容易出错。因此，宏定义的优点就是方便和易于维护。

#define无参形式

#define宏定义无参的一般形式为：#define 标识符常量

注意最后没有分号，因为宏不是语句，结尾不用加分号，否则会被替换进进程中。还有一点就是宏名最好用大写字母加下划线组成，以此来区分变量名。

来看一个#define宏定义无参的例子：

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#include<stdio.h>

#define PI 3.1415926//标识符或宏名叫PI 常量是个浮点型 作用是圆周率

#define R 2//标识符或宏名叫R 常量是个整型 作用是圆的半径

#define PRINT "半经为2的圆 面积=%lf\n"//标识符或宏名叫PRINT 常量是个字符串 作用是代替了printf()函数的第一个参数

int main()

{

    printf(PRINT,PI*R*R);//在这里PRINT被替换成"半经为2的圆 面积=%lf" PI被替换成3.1415926 R被替换成2

    printf("半经为2的圆 面积=%lf\n",3.1415926*2*2);//这句是上面一句代码替换后的代码

    return 0;

}

#define有参形式

#define宏定义有参的一般形式为：#define 标识符(参数表) 表达式

带参数的宏定义，宏名中不能有空格，宏名与形参表之间也不能有空格，而形参表中形参之间可以有空格。

来看一个#define宏定义有参的例子：

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#include<stdio.h>

#define SQUARE(x) x*x//标识符或宏名叫SQUARE 表达式是x*x 作用是算x的平方

int main()

{

	printf("%d %d\n",SQUARE(3),SQUARE(4));//SQUARE(3)被替换成3*3 SQUARE(4)被替换成4*4 

	printf("%d %d\n",3*3,4*4);//这句是上面一句代码替换后的代码

	return 0;

}

我门来稍微改动下代码：

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#include<stdio.h>

#define SQUARE(x) x*x//标识符或宏名叫SQUARE 表达式是x*x 作用是算x的平方

int main()

{

	printf("%d %d\n",SQUARE(2+1),SQUARE(3+1));

	return 0;

}

这里只是把传的参数3被改成了2+1，4被改成了3+1，可能有些朋友会说2+1=3，3+1=4，答案不就和刚才一样嘛。其实不是，因为#define宏定义只是简单的文本替换，那应该被替换成什么呢。SQUARE(2+1)和SQUARE(3+1)分别替换成2+1*2+1和3+1*3+1，那么最终答案自然是5和7了。那么如何杜绝这个问题呢？

很简单，只要在传参时多加一层小括号：

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#include<stdio.h>

#define SQUARE(x) x*x//标识符或宏名叫SQUARE 表达式是x*x 作用是算x的平方

int main()

{

	printf("%d %d\n",SQUARE((2+1)),SQUARE((3+1)));//SQUARE((2+1))被替换成(2+1)*(2+1) SQUARE((3+1))被替换成(3+1)*(3+1)

	printf("%d %d\n",(2+1)*(2+1),(3+1)*(3+1));//这句是上面一句代码替换后的代码

	return 0;

}

如果觉得这样太繁杂，麻烦了，那么直接在宏定义的表达式那里的每个参数都加上小括号：

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#include<stdio.h>

#define SQUARE(x) (x)*(x)//标识符或宏名叫SQUARE 表达式是x*x 作用是算x的平方

int main()

{

	printf("%d %d\n",SQUARE(2+1),SQUARE(3+1));//SQUARE((2+1))被替换成(2+1)*(2+1) SQUARE((3+1))被替换成(3+1)*(3+1)

	printf("%d %d\n",(2+1)*(2+1),(3+1)*(3+1));//这句是上面一句代码替换后的代码

	return 0;

}

我们又来稍微改动下代码：

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#include<stdio.h>

#define SQUARE(x) (x)*(x)//标识符或宏名叫SQUARE 表达式是x*x 作用是算x的平方

int main()

{

	printf("%d %d\n",9/SQUARE(3),16/SQUARE(4));

	return 0;

}

这里在传参数之前加了个除法，那么3*3后是9，再被9除，等于1，4*4后是16，再被16除，等于1，那么预想的最终答案就是1和1了，其实也不是。再来一次文本替换，9/SQUARE(3)和16/SQUARE(4)分别替换成9/(3)*(3)和16/(4)*(4)，那么最终答案自然是9和16了。那么又如何杜绝这个问题呢？

也很简单，只要在传参时多加一层小括号：

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#include<stdio.h>

#define SQUARE(x) (x)*(x)//标识符或宏名叫SQUARE 表达式是x*x 作用是算x的平方

int main()

{

	printf("%d %d\n",9/(SQUARE(3)),16/(SQUARE(4)));//9/(SQUARE(3))和16/(SQUARE(4))分别替换成9/((3)*(3))和16/((4)*(4))

	printf("%d %d\n",9/((3)*(3)),16/((4)*(4)));//这句是上面一句代码替换后的代码

	return 0;

}

如果依然觉得这样太繁杂，麻烦了，那么直接在宏定义的表达式那里的整个表达式都加上小括号：

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#include<stdio.h>

#define SQUARE(x) ((x)*(x))//标识符或宏名叫SQUARE 表达式是x*x 作用是算x的平方

int main()

{

	printf("%d %d\n",9/SQUARE(3),16/SQUARE(4));//9/(SQUARE(3))和16/(SQUARE(4))分别替换成9/((3)*(3))和16/((4)*(4))

	printf("%d %d\n",9/((3)*(3)),16/((4)*(4)));//这句是上面一句代码替换后的代码

	return 0;

}

表达式也可以写多个语句：

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#include<stdio.h>

#define AB(a,b) a=i+5,b=j+3

int main()

{

    int i=3,j=5,m=0,n=0;

    AB(m,n);//AB(m,n)被替换成m=i+5,n=j+3

    printf("%d %d\n",m,n);

    return 0;

}

说了这么久，那么我们是如何知道是被替换成什么的呢？

这时候我们在从这个源文件所在的文件夹里打开cmd窗口，输入gcc -E 文件名.c(源文件的文件名)。不知道怎么在windows里下载并配置MinGW64的朋友，可以看这篇博文：Windows10配置MinGW64教程。

那么可以看见头文件和宏定义和注释都不见了，上面很长一段就是头文件里的代码，宏定义展开后的代码也可以看见，注释的话编译器也不会管。之前后之后我所发的源代码，你们感兴趣的也可以尝试和我一样在cmd里写命令试试。

#define的#运算符

#运算符的作用就是将#后边的宏参数进行字符串的操作，也就是将#后边的参数两边加上一对双引号使其成为字符串。例如param是一个宏的形参，则替换文本中的#param被系统转化为"param"，这个转换过程即为字符串化。如下代码：

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#include<stdio.h>

#define TEST(param) #param//标识符或宏名叫TEST 表达式是#param 作用是把param参数转换为字符串

int main()

{

    printf("%s\n",TEST(换行前\n第一次换行\n第二次换行));//TEST(换行前\n第一次换行\n第二次换行)被替换成"换行前\n第一次换行\n第二次换行"

    printf("换行前\n第一次换行\n第二次换行\n");//这句是上面一句代码替换后的代码

	return 0;

}

#define的##运算符

##运算符也可以用在替换文本中，它的作用起到粘合的作用，即将两个宏参数连接为一个数。如下代码：

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#include<stdio.h>

#define TEST(param1,param2) (param1##param2)//标识符或宏名叫TEST 表达式是(param1##param2) 作用是把param1参数和param2参数和连接为一个数

int main()

{

    printf("%d\n",TEST(12,34));//TEST(12,34)被替换成(1234)

    printf("%d\n",(1234));//这句是上面一句代码替换后的代码

    return 0;

}

#define的可变宏...和__VA_ARGS__

可变宏...和__VA_ARGS__的作用主要是为了方便管理软件中的打印信息。在写代码或DEBUG时通常需要将一些重要参数打印出来，但在软件发行的时候不希望有这些打印，这时就用到可变参数宏了。如下代码：

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#include<stdio.h>

#define PRINT(...) printf(__VA_ARGS__)//标识符或宏名叫PRINT 表达式是printf(__VA_ARGS__) __VA_ARGS__被用在替换文本中，来表示省略号...代表了什么

int main()

{

    PRINT("hello\n");//PRINT("hello\n")被替换成printf("hello\n")

    printf("hello\n");//这句是上面一句代码替换后的代码

    return 0;

}

在宏定义中，形参列表的最后一个参数为省略号...，而__VA_ARGS__被用在替换文本中，来表示省略号...代表了什么。

项目常用的#define预处理

防止头文件被重复包含：

#ifndef COMDEF_H
#define COMDEF_H
//头文件的内容
#endif
得到一个制定地址上的一个字节或字：

#define MEM_B(X) (*((byte*)(x)))
#define MEM_W(X) (*((word*)(x)))
求最大值与最小值：

#define MAX(x,y)  ((x)>(y)?(x):(y))
#define MIN(x,y)  ((x)<(y)?(x):(y))
得到一个结构体中field所占用的字节数：

#define FSIZ(type,field)  sizeof(((type*)0)->field)
得到一个field在结构体中的偏移量：

#define FPOS(type,field)\((dword)&(((type*)0)->field)
按照LSB格式把两个字节转化为一个word：

#define FLIPW(ray) (((word)(ray)[0]*256)+(ray)[1])
按照LSB格式将一个WORD转化为两个字节：

#define FLOPW(ray,val)  (ray)[0]=((val)/256);(ray)[1]=((val)&0xFF)
得到一个变量的地址：

#define B_PTR(var) ((byte*)(void*)&(var))
#define W_PTR(var) ((word*)(void*)&(var))
得到一个字的高位与低位字节：

#define WORD_LO(xxx) ((byte)((word)(xxx)&255))
#define WORD_HI(xxx) ((byte)((word)(xxx)>>8))
用宏得到一个数组所含的元素个数：

#define ARR_SIZE(a) (sizeof(a)/sizeof((a)[0]))

学编程的闹钟 · 发表于 2024-3-15 22:02

这个宏定义的参数一定要加正确的小括号,不然容易出错的!

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