第21课 宏定义与使用分析

C语言中的宏定义：

定义宏常量：

 就宏定义来说，这是正确的，预处理器可以编译过。 但是就真正的编译来说，这是错误的，真正的编译会有语法错误。

示例程序：

#define ERROR -1
#define PATH1 "D:	est	est.c"
#define PATH2 D:	est	est.c
#define PATH3 D:	est
test.c

int main()
{
    int err = ERROR;
    char* p1 = PATH1;
    char* p2 = PATH2;
    char* p3 = PATH3;
}

执行预处理，gcc -E test.c -o test.i，预处理器处理之后结果如下：

预处理器进行直接的文本替换，是不会进行语法检查的。第4行最后一个会被认为是接续符，将第5行接到第4行。

再继续执行编译的话，16,17行会报错。

宏常量和const常量是不同的，const常量本质是变量，要占用内存空间，而define出来的宏是个字面量，不会占用内存空间。

宏定义表达式：

在C语言中，我们无法定义一个函数来求数组的大小，但是可以定义一个宏函数，来做这件事。

示例程序：

// #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
", s1);
    // printf("s2 = %d
", s2);
    // printf("m = %d
", m);
    // printf("d = %d
", d);

    return 0;
}

预处理结果如下：

打开printf打印行，运行结果如下：

程序的输出并不是我们的预期，可见宏代码块的副作用出来了。

第17行真正求得了数组的大小。

宏表达式与函数对比：

 宏定义的常量或表达式是否有作用域的限制？

示例程序：

// #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
", PI);
    // printf("d = 5; a = %f
", r);
    
    return 0;
}

编译结果如下：

预处理没有报错，这说明对于宏而言是没有作用域限制的。

作用域的概念是针对C语言里面的变量和函数的，它不针对宏，因为宏是被预处理器处理的。编译器不知道宏的存在。

强大的内置宏：

综合示例：

#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 
", __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
", p[x]);
    END
    
    FREE(p);
    
    LOG("End");
    
    return 0;
}

上述程序中定义的宏是无法用函数来取代的。

运行结果如下：

小结：