define用法(終極盤點篇)

2021-09-30 11:29:06 字數 4757 閱讀 4445

#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。

1 #define命令剖析

1.1   #define的概念

#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。

(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**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。

1.2 巨集替換發生的時機

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,見圖1。

源程式預處理器

修改後的源程式

編譯器匯程式設計序

彙編器可重定位的目標程式

聯結器可執行的目標程式

圖1 c語言的編譯過程

其中預處理器產生編譯器的輸出,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.**件找到並展開到#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**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。

2 #define使用中的常見問題解析

2.1 簡單巨集定義使用**現的問題

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:

例1   #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

2.2 帶引數的巨集定義出現的問題

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。 

3   巨集定義的優點

(1)   方便程式的修改

使用簡單巨集定義可用巨集代替乙個在程式中經常使用的常量,這樣在將該常量改變時,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。我們所說的常量改變不是在程式執行期間改變,而是在程式設計期間的修改,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?

(2) 提高程式的執行效率

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。

4 結語

本文對c語言中巨集定義#define在使用時容易出現的問題進行了解析,並從c源程式處理過程的角度對#define的處理進行了分析,也對它的優點進行 了闡述。只要能夠理解巨集展開的規則,掌握使用巨集定義時,是在預處理階段對源程式進行替換,只是用對應的字串替換程式**現的巨集名,這樣就可在正確使用的 基礎上充分享受使用巨集定義帶來的方便和效率了

二.最近看com相關的資料,看到ccmdtarget實現com介面的時候,去讀了一些巨集的定義,在afxdisp.h標頭檔案中

#define begin_inte***ce_part(localclass, baseclass) \

class x##localclass : public baseclass \

本來這個巨集定義很容易理解的,但是這裡多出個x##,我真沒見過這種用法,不曉得它是什麼用意。

後來問了幾個朋友也都不知道。

你知道麼?

也許你也不知道~呵呵,最後我還是找到了相關的資料,解讀了這個define,還順便認識了另外兩個不常用的define

#define conn(x,y) x##y

#define tochar(x) #@x

#define tostring(x) #x

x##y表示什麼?表示x連線y,舉例說:

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

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

怎麼樣,很神奇吧

再來看#@x,其實就是給x加上單引號,結果返回是乙個const char。舉例說:

char a = tochar(1);結果就是a='1';

做個越界試驗char a = tochar(123);結果是a='3';

但是如果你的引數超過四個字元,編譯器就給給你報錯了!error c2015: too many characters in constant   :p

最後看看#x,估計你也明白了,他是給x加雙引號

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

最後留幾個小試驗給大家去測測:

#define dec(x,y) (x-y)

int n = dec( a(123,1), 1230);

n = conn(123, conn(123,332) );

char* str = a("12", tostring( dec(3,1));

結果會如何呢? 嘿嘿嘿嘿~

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C語言之 define用法(終極盤點篇)

2008 08 27 20 56一.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...

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