宏定义
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2023年3月6日发(作者：松树的作文)C++宏定义以及宏定义的理解
1、#define解析
#define是C语⾔中提供的宏定义的命令，其主要⽬的是为程序员编程时提供⼀定的⽅便，并能再⼀定程度上提供⾼级程序的运⾏效率。
1.1、#define命令解析
1.1.1、#define的概念
#define命令是C语⾔中的⼀个宏定义命令，它⽤来将⼀个标识符定义为⼀个字符串，该标识符被称为宏名，被定义的字符串称为替换⽂本。
该命令有两种形式：⼀种是简单的宏定义，另⼀种是带参数的宏定义。
不带参数的宏定义：
宏定义⼜称为宏替换、宏代换，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，也成为宏名。
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，准确理解就是要换。即在对相关命令或者语句的含义和功能做出具体分析之前就是要换。
例：
#definePI3.1415926
会把程序中出现的PI全部替换为3.1415926
说明：
（1）宏名⼀般使⽤⼤写
（2）使⽤宏可以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。⽐如数组⼤⼩尝试⽤宏定义。
（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）宏定义卸载函数的花括号外边，作⽤域为其后的程序，通常在⽂件的最开始。
（6）可以使⽤#undef命令终⽌宏定义的作⽤域
（7）宏定义可以嵌套。
（8）字符串双引号“”中永远不包含宏
（9）宏定义不分配内存，变量定义分配内存。
1.1.2带参数的宏定义：
除了⼀般的字符串替换，华友做参数替换。
格式：
#define宏名（参数表）字符串
⽐如：#defineS（a,b）a*b
area=S（3，2）；（第⼀步替换为area=a*b；，第⼆步替换area=3*2；）
类似于函数调⽤，存在⼀个哑实结合的过程；
（1）实参如果是表达式，容易出问题
#defineS(r)r*r
area=S(a+b)：第⼀步换为aea=r*r;第⼆步换为area=a+b*a+b;
正确的宏定义应该是：#defineS(r)((r)*(r))
（2）宏名和参数的括号不能⼜空格
（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，只占编程实践，函数调⽤占⽤运⾏时间（分配内存、保留现场、值传递、返回值等等）
1.1.3宏替换发⽣的时机
为了能够真正理解#define的作⽤，我们需要先了解⼀下对C语⾔源程序的处理过程。当我们在⼀个集成的开发环境如TurboC中将编写号的源程序进⾏编译时，实际上经过了预处
理、编译、汇编和连接⼏个过程。其中预处理器产⽣编译器的输出实现了如下功能：
（1）⽂件包含
可以把源程序中的#include扩展为⽂件正⽂，即把包含.h⽂件找到并展开到#include所在处
（2）条件编译
预处理器根据#if和#ifdef等编译指令及⽓候的条件，将源程序中的某部分包含进来或排除在外，通常将排除在外的语句转换成空⾏。
（3）宏展开
预处理器将源程序⽂件中出现的对宏的引⽤展开成相应的宏定义，即⽂本所说的#define功能，由预处理器来完成。
经过预处理器处理的源程序与之前的源程序有所不同，在这个阶段所进⾏的⼯作只是纯粹的替换和展开，没有任何计算功能，所以在学习#define命令时只要能真正的掌
握理解这⼀点，这样⼦才不会对这个命令引起误解并误⽤。
1.1.4ANSI标准说明了五个预定义的宏名
如下：
_LINE_/*两个下划线，对应%d*/
_FILE_/*对应%s*/
_DATA_/*对应%s*/
_TIME_/*对应%s*/
2、宏定义的使⽤⽅法
2.1#define⽤法
2.1.1⽤午餐宏定义⼀个简单的常量
#defineLEN12
这个是最常见的⽤法，但是也会有出错。
（1）#defineNAME“zhangjialing”
程序中有“NAME”则，它会不会被替换？
（2）#define0xabcd
将字母的标识符换成是其他的表达式，会不会被替换?
（3）#defineNAME“zhao
（4）#defineNAME”Linux“
程序中有以上的宏定义，并且程序⾥有语句：NAMELIST这样⼦，会不会被替换成该有的表达式呢？
很明显答案是否定的。
one：”“引号内的东西不会被宏替换，（规则）
two：宏定义前⾯的那个必须是合法的⽤户标识符
three：宏定义也不是说后⾯的内存可以随便写，不可以将⾃负床的两个”“拆开。
four：只替换标识符，不替换成别的东西。NAMELIST是个整体的标识符，⽽不存在NAME标识符，所以不替换。
也就是说：#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。
1.2、带参宏⼀般⽤法
⽐如#defineMAX(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
#defineFUN(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
1.3、有参宏定义中#的⽤法
#defineSTR(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)。
1.4、有参宏定义中##的⽤法
#defineWIDE(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#defineFUN(a,b)vo##a##b()
那么FUN(idma,in)会被替换成voidmain()
1.5、多⾏宏定义：
#definedoit(m,n)for(inti=0;i<(n);++i)
{
m+=i;
}
2.宏中"#"和"##"的⽤法：
2.1⼀般⽤法
我们使⽤#把宏参数变为⼀个字符串,⽤##把两个宏参数贴合在⼀起.
⽤法:
#include
#include
usingnamespacestd;
#defineSTR(s)#s
#defineCONS(a,b)int(a##e##b)
intmain()
{
printf(STR(vck));//输出字符串"vck"
printf("%d/n",CONS(2,3));//2e3输出:2000
return0;
}
2.2、当宏参数是另⼀个宏的时候
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.
(1)⾮'#'和'##'的情况
#defineTOW(2)
#defineMUL(a,b)(a*b)
printf("%d*%d=%d/n",TOW,TOW,MUL(TOW,TOW));
//这⾏的宏会被展开为：
printf("%d*%d=%d/n",(2),(2),((2)*(2)));
//MUL⾥的参数TOW会被展开为(2).
(2)当有'#'或'##'的时候
#defineA(2)
#defineSTR(s)#s
#defineCONS(a,b)int(a##e##b)
printf("intmax:%s/n",STR(INT_MAX));//INT_MAX#include
//这⾏会被展开为：
printf("intmax:%s/n","INT_MAX");
printf("%s/n",CONS(A,A));//compileerror
//这⼀⾏则是：
printf("%s/n",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.加多⼀层中间转换宏.
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.
#defineA(2)
#define_STR(s)#s
#defineSTR(s)_STR(s)//转换宏
#define_CONS(a,b)int(a##e##b)
#defineCONS(a,b)_CONS(a,b)//转换宏
printf("intmax:%s/n",STR(INT_MAX));//INT_MAX,int型的最⼤值,为⼀个变量#include
//输出为:intmax:0x7fffffff
STR(INT_MAX)-->_STR(0x7fffffff)然后再转换成字符串;
printf("%d/n",CONS(A,A));
//输出为：200
CONS(A,A)-->_CONS((2),(2))-->int((2)e(2))
2.3、'#'和'##'的⼀些应⽤特例
(1)合并匿名变量名
#define___ANONYMOUS1(type,var,line)typevar##line
#define__ANONYMOUS0(type,line)___ANONYMOUS1(type,_anonymous,line)
#defineANONYMOUS(type)__ANONYMOUS0(type,__LINE__)
例：ANONYMOUS(staticint);即:staticint_anonymous70;70表⽰该⾏⾏号;
第⼀层：
ANONYMOUS(staticint);-->__ANONYMOUS0(staticint,__LINE__);
第⼆层：
-->___ANONYMOUS1(staticint,_anonymous,70);
第三层：
-->staticint_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;
(2)填充结构
#defineFILL(a){a,#a}
enumIDD{OPEN,CLOSE};
typedefstructMSG{
IDDid;
constchar*msg;
}MSG;
MSG_msg[]={FILL(OPEN),FILL(CLOSE)};
相当于：
MSG_msg[]={{OPEN,"OPEN"},
{CLOSE,"CLOSE"}};
(3)记录⽂件名
#define_GET_FILE_NAME(f)#f
#defineGET_FILE_NAME(f)_GET_FILE_NAME(f)
staticcharFILE_NAME[]=GET_FILE_NAME(__FILE__);
(4)得到⼀个数值类型所对应的字符串缓冲⼤⼩
#define_TYPE_BUF_SIZE(type)sizeof#type
#defineTYPE_BUF_SIZE(type)_TYPE_BUF_SIZE(type)
charbuf[TYPE_BUF_SIZE(INT_MAX)];
-->charbuf[_TYPE_BUF_SIZE(0x7fffffff)];
-->charbuf[sizeof"0x7fffffff"];
这⾥相当于：
charbuf[11];