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宏的知识点,简述宏的概念

时间:2023-05-06 06:37:56 阅读:217514 作者:4843

简单来说:宏定义又称为宏代换、宏替换,简称“宏”。是C提供的三种预处理功能的其中一种。复杂的请看下面,讲的很全。下面的带参宏定义,多行宏定义,在Linux内核源码中很多。另外sizeof也是一个宏定义。
宏定义
宏定义是C提供的三种预处理功能的其中一种,这三种预处理包括:宏定义、文件包含、条件编译
1. 不带参数的宏定义:
宏定义又称为宏代换、宏替换,简称“宏”。
格式: #define 标识符 字符串
其中的标识符就是所谓的符号常量,也称为“宏名”。
预处理(预编译)工作也叫做宏展开:将宏名替换为字符串。
掌握"宏"概念的关键是“换”。一切以换为前提、做任何事情之前先要换,准确理解之前就要“换”。
即在对相关命令或语句的含义和功能作具体分析之前就要换:
eg:   #define PI 3.1415926   把程序中出现的PI全部换成3.1415926


说明:
(1)宏名一般用大写
(2)使用宏可提高程序的通用性和易读性,减少不一致性,减少输入错误和便于修改。例如:数组大小常用宏定义
(3)预处理是在编译之前的处理,而编译工作的任务之一就是语法检查,预处理不做语法检查。
(4)宏定义末尾不加分号;
(5)宏定义写在函数的花括号外边,作用域为其后的程序,通常在文件的最开头。
(6)可以用#undef命令终止宏定义的作用域
(7)宏定义可以嵌套
(8)字符串" "中永远不包含
(9)宏定义不分配内存,变量定义分配内存。
2. 带参数的宏定义:
除了一般的字符串替换,还要做参数代换
格式:   #define 宏名(参数表) 字符串
eg:#define S(a,b) a*b
    area=S(3,2);
第一步被换为area=a*b; ,第二步被换为area=3*2;


类似于函数调用,有一个哑实结合(所谓的哑实结合类似于函数调用过程中实参替代形参的过程不存在类型)也没有类型转换的过程:


(1)实参如果是表达式容易出问题
#define S(r) r*r
area=S(a+b);第一步换为area=r*r;,第二步被换为area=a+b*a+b;
正确的宏定义是#define S(r) ((r)*(r))
(2)宏名和参数的括号间不能有空格
(3)宏替换只作替换,不做计算,不做表达式求解
(4)函数调用在编译后程序运行时进行,并且分配内存。宏替换在编译前进行,不分配内存
(5)宏的哑实结合不存在类型,也没有类型转换。
(6)函数只有一个返回值,利用宏则可以设法得到多个值
(7)宏展开使源程序变长,函数调用不会
(8)宏展开不占运行时间,只占编译时间,函数调用占运行时间(分配内存、保留现场、值传递、返回值)
3. 宏定义其他冷门、重点知识
#define用法
1、 用无参宏定义一个简单的常量
#define LEN 12
这个是最常见的用法,但也会出错。
比如下面几个知识点你会吗?可以看下:
(1) #define NAME "zhangyuncong"
程序中有"NAME"则,它会不会被替换呢?
(2) #define 0x abcd
可以吗?也就是说,可不可以用把标识符的字母替换成别的东西?
(3) #define NAME "zhang
这个可以吗?
(4) #define NAME "zhangyuncong"
程序中有上面的宏定义,并且,程序里有句:
NAMELIST这样,会不会被替换成"zhangyuncong"LIST
四个题答案都是否定的。
第一个,""内的东西不会被宏替换。这一点应该大都知道。
第二个,宏定义前面的那个必须是合法的用户标识符
第三个,宏定义也不是说后面东西随便写,不能把字符串的两个""拆开。
第四个:只替换标识符,不替换别的东西。NAMELIST整体是个标识符,而没有NAME标识符,所以不替换。
也就是说,这种情况下记住:#define 第一位置第二位置
(1) 不替换程序中字符串里的东西。
(2) 第一位置只能是合法的标识符(可以是关键字)
(3) 第二位置如果有字符串,必须把""配对。
(4) 只替换与第一位置完全相同的标识符
还有就是老生常谈的话:记住这是简单的替换而已,不要在中间计算结果,一定要替换出表达式之后再算。
2、 带参宏一般用法
比如#define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
则遇到MAX(1+2,value)则会把它替换成:
((1+2)>(value)?(1+2):(value))
注意事项和无参宏差不多。但还是应注意
#define FUN(a) "a"则,输入FUN(345)会被替换成什么?
其实,如果这么写,无论宏的实参是什么,都不会影响其被替换成"a"的命运。
也就是说,""内的字符不被当成形参,即使它和一模一样。
那么,你会问了,我要是想让这里输入FUN(345)它就替换成"345"该怎么实现呢?
请看下面关于#的用法
3、 有参宏定义中#的用法
#define STR(str) #str
#用于把宏定义中的参数两端加上字符串的""
比如,这里STR(my#name)会被替换成"my#name"
一般由任意字符都可以做形参,但以下情况会出错:
STR())这样,编译器不会把“)”当成STR()的参数。
STR(,)同上,编译器不会把“,”当成STR的参数。
STR(A,B)如果实参过多,则编译器会把多余的参数舍去。(VC++2008为例)
STR((A,B))会被解读为实参为:(A,B),而不是被解读为两个实参,第一个是(A第二个是B)。    4、 有参宏定义中##的用法
#define WIDE(str) L##str
则会将形参str的前面加上L
比如:WIDE("abc")就会被替换成L"abc"
如果有#define FUN(a,b) vo##a##b()
那么FUN(id ma,in)会被替换成void main()
5、 多行宏定义:
#define doit(m,n) for(int i=0;i<(n);++i)
{
m+=i;
}
一、#,#@,##的区别
#把宏参数变为一个字符串,#@把宏参数变为一个字符,##把两个宏参数贴合在一起。
注意:#@只实用于windows系统


#a,  表示a不再是一个变量, 而变成了字符串"a" 
eg:
    #include <stdio.h>
    #define MACRO(s)     #s
    int main()
    {
        int ab =3;
        printf(“MACRO(ab)”);           // 输出字符串:ab
        return 0;
    }
a##b,  表示输入的参数名为ab,ab作为一个整体必须定义
eg:
    #include <stdio.h>
    #define MACRO(a,b)     a## b     // ##与参数之间可以有空格
    int main()
    {
        int ab = 4;
        printf("%d",MACRO(a,b));     // 输出整型:4
        return 0;
    }
第一个为ab,  机灵的豆芽(ab),  ab变成了"ab"字符串 
第二个为10,  macro(a,b), 就是变量ab
eg:
    #include <iostream>  
    using namespace std;  
      
    #define A(exp) cout << "I am "#exp << endl;  
    #define B(exp) cout << sz##exp << endl;  
    #define C(exp) cout << #@exp << endl;  
      
    int main()  
    {     
        char *szStr = "test";  
        A(Chinese); // cout << "I am ""Chinese" << endl;  
        B(Str);     // cout << szStr << endl;  
        C(a);       // cout << 'a' << endl;  
        C(ab);      // cout << 'ab' << endl;  
      
        return 0;  
    }




二、需要注意的是凡宏定义里有用'#'或'##'的地方宏参数是不会再展开的。 
#define A                (2) 
#define STR(s)           #s 
#define CONS(a,b)        int(a##e##b) 
printf("int max: %sn",  STR(INT_MAX));这行会被展开为:  
printf("int max: %sn", "INT_MAX"); 
  
printf("%sn", CONS(A, A));  这一行被展开为:  
printf("%sn", int(AeA)); 
  
INT_MAX和A都不会再被展开, 然而解决这个问题的方法很简单,多加一层中间转换宏。加这层宏的用意是把所有宏的参数在这层里全部展开,那么在转换宏里的那一个宏(_STR)就能得到正确的宏参数。 


#define A                  (2) 
#define _STR(s)        #s 
#define STR(s)          _STR(s)                // 转换宏 
#define _CONS(a,b)  int(a##e##b) 
#define CONS(a,b)    _CONS(a,b)          // 转换宏 
  
printf("int max: %sn", STR(INT_MAX)); 输出为:int max: 0x7fffffff 
STR(INT_MAX)  -->  _STR(0x7fffffff)  --> "0x7fffffff" 
  
printf("%dn", CONS(A, A)); 输出为:200 
CONS(A, A)  -->  _CONS((2), (2))  --> int((2)e(2)) 


 
#define   assert(expr)((expr)? (void)0 :  
                                   __bad_assertion("Assertion "" #expr  
                                    "" failed, file " __xstr(__FILE__)  
                                    ", line " __xstr(__LINE__) "n")) 
  
三、"#"和"##"的一些应用特例 1、合并匿名变量名 
#define  ___ANONYMOUS1(type, var, line)     type  var##line 
#define  __ANONYMOUS0(type, line)           ___ANONYMOUS1(type, _anonymous, line)#define  ANONYMOUS(type)                     __ANONYMOUS0(type, __LINE__) 
例:ANONYMOUS(static int);  即: static int _anonymous70;  70表示该行行号; 
第一层:ANONYMOUS(static int);  -->  __ANONYMOUS0(static int, __LINE__); 
第二层:                        -->  ___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70); 
第三层:                        -->static int  _anonymous70;
即每次只能解开当前层的宏,所以__LINE__在第二层才能被解开;

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