define巨集的用法

2021-06-21 12:28:22 字數 4680 閱讀 4142

再舉乙個使用無引數巨集替代字串的例子:

#define m (y*y+3*y)

#include

int main()

# define m (y*y+3*y) 定義m表示式(y*y+3*y)。在編寫源程式時,所有的(y*y+3*y)都可由m代替,而對源程式作編譯時,將先由預處理程式進行巨集代換,即用 (y*y+3*y)表示式去置換所有的巨集名m,然後再進行編譯。

上例程式中首先進行巨集定義,定義m表示式(y*y+3*y),在s= 3*m+4*m+5* m中作了巨集呼叫。在預處理時經巨集展開後該語句變為:s=3*(y*y+3*y)+4* (y*y+3*y)+5* (y*y+3*y);但要注意的是,在巨集定義中表示式(y*y+3*y)兩邊的括號不能少。否則會發生錯誤。

帶引數巨集定義

c語言允許巨集帶有引數。在巨集定義中的引數稱為形式引數,在巨集呼叫中的引數稱為實際引數。對帶引數的巨集,在呼叫中,不僅要巨集展開,而且要用實參去代換形參。

帶引數巨集定義的一般形式為:

#define 巨集名(形參表) 字串

在字串中含有各個形參。

帶引數巨集呼叫的一般形式為:

巨集名(實參表)

例如:#define m(y) y*y+3*y

....

k=m(5);

....

在巨集呼叫時,用實參5去代替形參y,經預處理巨集展開後的語句為:

k=5*5+3*5

舉乙個具體例子:

#define max(a,b) (a>b)?a:b

#include

int main()

上例程式的第一行進行帶引數巨集定義,用巨集名max表示條件表示式(a>b)?a:b,形參a,b均出現在條件表示式中。程式第七行max = max(x, y)為巨集呼叫,實參x,y,將代換形參a,b。巨集展開後該語句為: max = (x>y)?x:y;用於計算x,y中的大數。

對於帶參的巨集定義有以下問題需要說明:

1. 帶參巨集定義中,巨集名和形參表之間不能有空格出現。

例如把: #define max(a,b) (a>b)?a:b寫為: #define max (a,b) (a>b)?a:b 將被認為是無參巨集定義,巨集名max代表字串 (a,b)(a>b)?a:b。

巨集展開時,巨集呼叫語句: max = max(x,y);將變為: max = (a,b)(a>b)?a:b(x,y);這顯然是錯誤的。

2. 在巨集定義中的形參是識別符號,而巨集呼叫中的實參可以是表示式。

#define sq(y) (y)*(y)

#include

int main()

上例中第一行為巨集定義,形參為y。程式第七行巨集呼叫中實參為a+1,是乙個表示式,在巨集展開時,用a+1代換y,再用(y)*(y) 代換sq,得到如下語句: sq=(a+1)*(a+1); 這與函式的呼叫是不同的,函式呼叫時要把實參表示式的值求出來再賦予形參。而巨集代換中對實參表示式不作計算直接地照原樣代換。

3. 在巨集定義中,字串內的形參通常要用括號括起來以避免出錯。在上例中的巨集定義中(y)*(y)表示式的y都用括號括起來,結果是正確的。如果去掉括號,把程式改為以下形式:

#define sq(y) y*y

#include

int main()

執行結果為:input a number:3

sq=7 (我們期望的結果卻是16)。

問題在**呢? 這是由於代換只作符號代換而不作其它處理而造成的。 巨集代換後將得到以下語句: sq=a+1*a+1; 由於a為3故sq的值為7。這顯然與題意相違,因此引數兩邊的括號是不能少的。有時候,即使在引數兩邊加括號還是不夠的,請看下面程式:

#define sq(y) (y)*(y)

#include

int main()

本程式與前例相比,只把巨集呼叫語句改為: sq=160/sq(a+1); 執行本程式如輸入值仍為3時,希望結果為10。但實際執行的結果如下:input a number:3 sq=160。

為什麼會得這樣的結果呢?分析巨集呼叫語句,在巨集代換之後變為: sq=160/(a+1)*(a+1);a為3時,由於「/」和「*」運算子優先順序和結合性相同,則先作160/(3+1)得40,再作40*(3+1)最後得160。為了得到正確答案應在巨集定義中的整個字串外加括號,程式修改如下:

#define sq(y) ((y)*(y))

#include

int main()

以上討論說明,對於巨集定義,保險的做法是不僅應在引數兩側加括號,也應在整個字串外加括號。

4. 帶引數的巨集和帶參函式很相似,但有本質上的不同,把同一表示式用函式處理與用巨集處理兩者的結果有可能是不同的。

下面舉乙個例子進行對比:

使用函式:

#include

int sq(int);

int main()

int sq(int y)

使用巨集:

#define sq(y) ((y)*(y))

#include

int main()

在使用函式的例子中函式名為sq,形參為y,函式體表示式為((y)*(y))。在使用巨集的例子中巨集名為sq,形參也為y,字串表示式為(y)*(y))。兩例表面是相同的,函式呼叫為sq(i++),巨集呼叫為sq(i++),實參也是相同的。但輸出結果卻大不相同,分析如下:

在使用函式的例子中,函式呼叫是把實參i值傳給形參y後自增1。然後輸出函式值。因而要迴圈5次。輸出1~5的平方值。而在使用巨集的例子中,巨集呼叫時,只作代換。sq(i++)被代換為((i++)*(i++))。在第一次迴圈時,由於i等於1,其計算過程為:表示式中前乙個i初值為1,然後i自增1變為2,因此表示式中第2個i初值為2,兩相乘的結果也為2,然後i值再自增1,得3。在第二次迴圈時,i值已有初值為3,因此表示式中前乙個i為3,後乙個i為4,乘積為12,然後i再自增1變為5。進入第三次迴圈,由於i 值已為5,所以這將是最後一次迴圈。計算表示式的值為5*6等於30。i值再自增1變為6,不再滿足迴圈條件,停止迴圈。從以上分析可以看出函式呼叫和巨集呼叫二者在形式上相似,在本質上是完全不同的。

"\","#","#@"和"##"

在用#define 定義時 , 斜槓("\")是用來續行的,"#"用來把引數轉換成字串,是給引數加上雙引號。"##"則用來連線前後兩個引數,把它們變成乙個字串,"#@"是給引數加上單引號。下面的例子會使您很容易理解。

#define conn(x,y) x##y

#define tochar(a) #@a 

#define tostring(x) #x

int n = conn(123,456);   結果就是n=123456;

char* str = conn("asdf", "adf")結果就是 str = "asdfadf";

char a = tochar(1);結果就是a='1';

char* str = tostring(123132);就成了str="123132";

為什麼需要」#」,」 #@」和」##」這三個操作符呢?原因如下:

巨集名在源程式中若用引號括起來,則預處理程式不對其作巨集代換。如下:

#define ok 100

#include

int main()

上例中定義巨集名ok表示100,但在printf語句中ok被引號括起來,因此不作巨集代換。程式的執行結果為:ok,這表示把「ok」當字串處理。

同樣,巨集名在源程式中若用單引號括起來,則預處理程式也不對其作巨集代換。

巨集定義的巢狀

巨集定義允許巢狀,在巨集定義的字串中可以使用已經定義的巨集名。在巨集展開時由預處理程式層層代換。例如:

#define pi 3.1415926

#define s pi*y*y

對語句: printf("%f",s);

在巨集代換後變為: printf("%f",3.1415926*y*y);

結束語

使用巨集代替乙個在程式中經常使用的常量,這樣該常量改變時,不用對整個程式進行修改,只修改巨集定義的字串即可,而且當常量比較長時,我們可以用較短的有意義的識別符號來寫程式,這樣更方便一些。舉乙個大家比較熟悉的例子,圓周率π是在數學上常用的乙個值,有時我們會用3.14來表示,有時也會用3.1415926等,這要看計算所需要的精度,如果我們編制的乙個程式中要多次使用它,那麼需要確定乙個數值,在本次執行中不改變,但也許後來發現程式所表現的精度有變化,需要改變它的值,這就需要修改程式中所有的相關數值,這會給我們帶來一定的不便,但如果使用巨集定義,使用乙個識別符號來代替,則在修改時只修改巨集定義即可,還可以減少輸入 3.1415926這樣長的數值多次的情況,我們可以如此定義 #define   pi   3.1415926,既減少了輸入又便於修改,何樂而不為呢?

另外,使用帶引數的巨集定義可完成函式呼叫的功能,又能減少系統開銷,提高執行效率。正如c語言中所講,函式的使用可以使程式更加模組化,便於組織,而且可重複利用,但在發生函式呼叫時,需要保留呼叫函式的現場,以便子函式執行結束後能返回繼續執行,同樣在子函式執行完後要恢復呼叫函式的現場,這都需要一定的時間,如果子函式執行的操作比較多,這種轉換時間開銷可以忽略,但如果子函式完成的功能比較少,甚至於只完成一點操作,如乙個乘法語句的操作,則這部分轉換開銷就相對較大了,但使用帶引數的巨集定義就不會出現這個問題,因為它是在預處理階段即進行了巨集展開,在執行時不需要轉換,即在當地執行。巨集定義可完成簡單的操作,但複雜的操作還是要由函式呼叫來完成,而且巨集定義所占用的目標**空間相對較大。所以在使用時要依據具體情況來決定是否使用巨集定義。

define 巨集的用法備註

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