C 巨集定義詳解

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#define是c語言中提供的巨集定義命令，其主要目的是為程式設計師在程式設計時提供一定的方便，並能在一定程度上提高程式的執行效率，但學生在學習時往往不能理解該命令的本質，總是在此處產生一些困惑，在程式設計時誤用該命令，使得程式的執行與預期的目的不一致，或者在讀別人寫的程式時，把執行結果理解錯誤，這對 c語言的學習很不利。

#define命令是c語言中的乙個巨集定義命令，它用來將乙個識別符號定義為乙個字串，該識別符號被稱為巨集名，被定義的字串稱為替換文字。

該命令有兩種格式：一種是簡單的巨集定義，另一種是帶引數的巨集定義。

補充：識別符號——識別符號是實體唯一標識，也就是實體名，比如變數名，函式名，類名，結構名等，都是識別符號

(1)簡單的巨集定義：

#define 《巨集名》　　《字串》

例： #define pi 3.1415926

(2) 帶引數的巨集定義

#define 《巨集名》 (《參數列》) 《巨集體》

例： #define a(x) x

乙個識別符號被巨集定義後，該識別符號便是乙個巨集名。這時，在程式中出現的是巨集名，在該程式被編譯前，先將巨集名用被定義的字串替換，這稱為巨集替換，替換後才進行編譯，巨集替換是簡單的替換。

為了能夠真正理解#define的作用，讓我們來了解一下對c語言源程式的處理過程。當我們在乙個整合的開發環境如turbo c中將編寫好的源程式進行編譯時，實際經過了預處理、編譯、彙編和連線幾個過程。

其中預處理器產生編譯器的輸入，它實現以下的功能：

（1）檔案包含

可以把源程式中的#include 擴充套件為檔案正文，即把包含的.h檔案找到並展開到#include 所在處。

（2）條件編譯

預處理器根據#if和#ifdef等編譯命令及其後的條件，將源程式中的某部分包含進來或排除在外，通常把排除在外的語句轉換成空行。

（3）巨集展開

預處理器將源程式檔案中出現的對巨集的引用展開成相應的巨集定義，即本文所說的#define的功能，由預處理器來完成。

經過預處理器處理的源程式與之前的源程式有所有不同，在這個階段所進行的工作只是純粹的替換與展開，沒有任何計算功能，所以在學習#define命令時只要能真正理解這一點，這樣才不會對此命令引起誤解並誤用。

在簡單巨集定義的使用中，當替換文字所表示的字串為乙個表示式時，容易引起誤解和誤用。如下例：

#define n 2+2
void main()

(1) 出現問題：

在此程式中存在著巨集定義命令，巨集n代表的字串是2+2，在程式中有對巨集n的使用，一般同學在讀該程式時，容易產生的問題是先求解n為2＋2＝4，然後在程式中計算a時使用乘法，即n*n=4*4=16,其實該題的結果為8，為什麼結果有這麼大的偏差?

(2) 問題解析：

如1節所述，巨集展開是在預處理階段完成的，這個階段把替換文字只是看作乙個字串，並不會有任何的計算發生，在展開時是在巨集n出現的地方只是簡單地使用串2＋2來代替n，並不會增添任何的符號，所以對該程式展開後的結果是a=2+2*2+2，計算後=8，這就是巨集替換的實質，如何寫程式才能完成結果為16的運算呢？

(3)解決辦法：

/*將巨集定義寫成如下形式*/

#define n(2+2)

/*這樣就可替換成(2+2)*(2+2)=16*/

在帶引數的巨集定義的使用中，極易引起誤解。例如我們需要做個巨集替換能求任何數的平方，這就需要使用引數，以便在程式中用實際引數來替換巨集定義中的引數。一般學生容易寫成如下形式：

#define area(x) x*x
/*這在使用中是很容易出現問題的，看如下的程式*/
void main()

按理說給的引數是2+2，所得的結果應該為4*4=16，但是錯了，因為該程式的實際結果為8，仍然是沒能遵循純粹的簡單替換的規則，又是先計算再替換了，在這道程式裡，2+2即為area巨集中的引數，應該由它來替換巨集定義中的x，即替換成2+2*2+2=8了。那如果遵循(1)中的解決辦法，把2+2 括起來，即把巨集體中的x括起來，是否可以呢？#define area(x) (x)*(x)，對於area(2+2)，替換為(2+2)*(2+2)=16，可以解決，

但是對於area(2+2)/area(2+2)又會怎麼樣呢，有的學生一看到這道題馬上給出結果，因為分子分母一樣，又錯了，還是忘了遵循先替換再計算的規則了，這道題替換後會變為(2+2)*(2+2)/(2+2)*(2+2)即4*4/4*4按照乘除運算規則，結果為16/4*4=4*4=16，那應該怎麼呢？解決方法是在整個巨集體上再加乙個括號，即

#define   area(x) ((x)*(x))

不要覺得這沒必要，沒有它，是不行的。

要想能夠真正使用好巨集定義，那麼在讀別人的程式時，一定要記住先將程式中對巨集的使用全部替換成它所代表的字串，不要自作主張地新增任何其他符號，完全展開後再進行相應的計算，就不會寫錯執行結果。

如果是自己程式設計使用巨集替換，則在使用簡單巨集定義時，當字串中不只乙個符號時，加上括號表現出優先順序，如果是帶引數的巨集定義，則要給巨集體中的每個引數加上括號，並在整個巨集體上再加乙個括號。看到這裡，不禁要問，用巨集定義這麼麻煩，這麼容易出錯，可不可以摒棄它，那讓我們來看一下在c語言中用巨集定義的好處吧。

如：#include #define product(x) x*x

int main()

#define offsetof( type, field ) ( (size_t) &(( type *) 0)-> field )

請參考文章：詳解寫巨集定義：得到乙個field在結構體（struct type）中的偏移量。

#define fsiz( type, field ) sizeof( ((type *) 0)->field )

#define b_ptr( var ) ( (byte *) (void *) &(var) )

#define w_ptr( var ) ( (word *) (void *) &(var) )

#define upcase( c ) ( ((c) >= ''a'' && (c) <= ''z'') ? ((c) - 0x20) : (c) )

#define decchk( c ) ((c) >= ''0'' && (c) <= ''9'')

#define hexchk( c ) ( ((c) >= ''0'' && (c) <= ''9'') ||((c) >= ''a'' && (c) <= ''f'') ||((c) >= ''a'' && (c) <= ''f'') )

#define inc_sat( val ) (val = ((val)+1 > (val)) ? (val)+1 : (val))

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

ansi標準說明了五個預定義的巨集名。它們是：

_line_ /*(兩個下劃線)，對應%d*/

_file_ /*對應%s*/

_date_ /*對應%s*/

_time_ /*對應%s*/

C 巨集定義詳解

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