c语言宏定义详解
1,防止一个头文件被重复包含
#ifndef COMDEF_H
#define COMDEF_H
//头文件内容
#endif
2,重新定义一些类型,防止由于各种平台和编译器的不同,而产生的类型字节数 差异,方便移植。
typedef unsigned char boolean; /* Boolean value type. */
typedef unsigned long int uint32; /* Unsigned 32 bit value */
typedef unsigned short uint16; /* Unsigned 16 bit value */
typedef unsigned char uint8; /* Unsigned 8 bit value */
typedef signed long int int32; /* Signed 32 bit value */
typedef signed short int16; /* Signed 16 bit value */
typedef signed char int8; /* Signed 8 bit value */
//下面的不建议使用
typedef unsigned char byte; /* Unsigned 8 bit value type. */
typedef unsigned short word; /* Unsinged 16 bit value type. */
typedef unsigned long dword; /* Unsigned 32 bit value type. */
typedef unsigned char uint1; /* Unsigned 8 bit value type. */
typedef unsigned short uint2; /* Unsigned 16 bit value type. */
typedef unsigned long uint4; /* Unsigned 32 bit value type. */
typedef signed char int1; /* Signed 8 bit value type. */
typedef signed short int2; /* Signed 16 bit value type. */
typedef long int int4; /* Signed 32 bit value type. */
typedef signed long sint31; /* Signed 32 bit value */
typedef signed short sint15; /* Signed 16 bit value */
typedef signed char sint7; /* Signed 8 bit value */
3,得到指定地址上的一个字节或字
#define MEM_B( x ) ( *( (byte *) (x) ) )
#define MEM_W( x ) ( *( (word *) (x) ) )
4,求最大值和最小值
#define MAX( x, y ) ( ((x) > (y)) ? (x) : (y) )
#define MIN( x, y ) ( ((x) < (y)) ? (x) : (y) )
5, 得到一个field在结构体(struct)中的偏移量
#define FPOS( type, field ) \
/*lint -e545 */ ( (dword) &(( type *) 0)-> field ) /*lint +e545 */
分析：
#include
typedef struct person {
int num;
int age;
char name[20];
}person;
#define FPOS(type,field) sizeof(((type *)0)->field)
main()
{
printf("%d\n",FPOS(person,name));
}
^_^[sunny@localhost ~]52$ ./a.out
20
#define OFFSETOF(type, field) ((size_t)&(((type *)0)->field))
(type *)0：把0地址当成type类型的指针。
((type *)0)->field：对应域的变量。
&((type *)0)->field:取该变量的地址，其实就等于该域相对于0地址的偏移量。
(size_t)&(((type *)0)->field)：将该地址（偏移量）转化为size_t型数据。
ANSI C标准允许任何值为0的常量被强制转换成任何一种类型的指针，并且转换结果是一个NULL指针，因此((s*)0)的结果就是一个类型为s*的NULL指 针。如果利用这个NULL指针来访问s的成员当然是非法的，但&(((s*)0)->m)的意图并非想存取s字段内容，而仅仅是计算当结构 体实例的首址为((s*)0)时m字段的地址。聪明的编译器根本就不生成访问m的代码，而仅仅是根据s的内存布局和结构体实例首址在编译期计算这个(常 量)地址，这样就完全避免了通过NULL指针访问内存的问题。
有人这样表达：
#define OFFSETOF(type, field) ((size_t) \
((char *)&((type *)0)->field - (char *)(type *)0))
我认为效果是一样的，多增加的那部分就是0地 址，相减后就是偏移量。
为什么要增加size_t呢？
首先size_t的定义是什么呢，在文件 stddef.h中可以找到答案。
typedef unsigned int size_t; /*mine is 32bit machine*/
可见就是将偏移量转化为无符整型，其实32位 机器的地址就是无符号的32位整数。一般情况下，不进行size_t类型转化也是没有问题的（后面的实验可证）。我认为，只有偏移量足够大，当大于 0x80000000时才有影响，因为这时候的偏移量最高位是1，机器默认为是负数了。似乎上面宏定义OFFSETOF中更能说明这个问题，因为这个宏定 义是一个差值，最高位是1就肯定是负数了。使用printf("%d", &var);打印一个变量的地址就是个负数。这只是我的看法，网上基本没有什么人分析为什么添加size_t的强制类型转化。因为系统对数组长度 的大小是有限制的，所以也不能实验得到数据。
6,得到一个结构体中field所占用的字 节数
#define FSIZ( type, field ) sizeof( ((type *) 0)->field )
7,按照LSB格式把两个字节转化为一个 Word
#define FLIPW( ray ) ( (((word) (ray)[0]) * 256) + (ray)[1] )
8,按照LSB格式把一个Word转化为两个字节
#define FLOPW( ray, val ) \
(ray)[0] = ((val) / 256); \
(ray)[1] = ((val) & 0xFF)
9,得到一个变量的地址（word宽度）
#define B_PTR( var ) ( (byte *) (void *) &(var) )
#define W_PTR( var ) ( (word *) (void *) &(var) )
10,得到一个字的高位和低位字节
#define WORD_LO(xxx) ((byte) ((word)(xxx) & 255))
#define WORD_HI(xxx) ((byte) ((word)(xxx) >> 8))
11, 返回一个比X大的最接近的8的倍数
#define RND8( x ) ((((x) + 7) / 8 ) * 8 )
12,将一个字母转换为大写
#define UPCASE( c ) ( ((c) >= ''a'' && (c) <= ''z'') ? ((c) - 0x20) : (c) )
13,判断字符是不是10进 值的数字
#define DECCHK( c ) ((c) >= ''0'' && (c) <= ''9'')
14,判断字符是不是16进 值的数字
#define HEXCHK( c ) ( ((c) >= ''0'' && (c) <= ''9'') ||\
((c) >= ''A'' && (c) <= ''F'') ||\
((c) >= ''a'' && (c) <= ''f'') )
15,防止溢出的 一个方法
#define INC_SAT( val ) (val = ((val)+1 > (val)) ? (val)+1 : (val))
16,返回数组元素的个数
#define ARR_SIZE( a ) ( sizeof( (a) ) / sizeof( (a[0]) ) )
17,返回一个无符号数n尾的值MOD_BY_POWER_OF_TWO(X,n)=X%(2^n)
#define MOD_BY_POWER_OF_TWO( val, mod_by ) \
( (dword)(val) & (dword)((mod_by)-1) )
18,对于IO空间映射在存储空间的结构,输入 输出处理
#define inp(port) (*((volatile byte *) (port)))
#define inpw(port) (*((volatile word *) (port)))
#define inpdw(port) (*((volatile dword *)(port)))
#define outp(port, val) (*((volatile byte *) (port)) = ((byte) (val)))
#define outpw(port, val) (*((volatile word *) (port)) = ((word) (val)))
#define outpdw(port, val) (*((volatile dword *) (port)) = ((dword) (val)))
19,使用一些宏跟 踪调试
A N S I标准说明了 五个预定义的宏名。它们是：
_ L I N E _
_ F I L E _
_ D A T E _
_ T I M E _
_ S T D C _
如果编译不是标准的,则可能仅支持以上宏名中的几个,或根本不支持。记住编译程序
也许还提供其它预定义的宏名。
_ L I N E _及_ F I L E _宏 指令在有关# l i n e的 部分中已讨论,这里讨论其余的宏名。
_ D AT E _宏指令含有形式为月/日/年的串,表示源文件被翻译到代码时的日期。
源代码翻译到目标代码的时间作为串包含在_ T I M E _中。串形式为 时：分：秒。
如果实现是标准的,则宏_ S T D C _含有十进制常量1。如果它含有任何其它数,则实现是
非标准的。
可以定义宏,例如:
当定义了_DEBUG,输 出数据信息和所在文件所在行
#ifdef _DEBUG
#define DEBUGMSG(msg,date) printf(msg);printf(“%d%d%d”,date,_LINE_,_FILE_)
#else
#define DEBUGMSG(msg,date)
#endif
20,宏定义防止使用是错误
用小括号包含。
例如：#define ADD(a,b) （a+b）
用do{}while(0)语 句包含多语句防止错误
例如：#difne DO(a,b) a+b;\
a++;
应 用时：if(….)
DO(a,b); //产 生错误
else
解 决方法: #difne DO(a,b) do{a+b;\
a++;}while(0) 宏 中"#"和"##"的用法
一、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<cstdio>
#include<climits>
using namespace std;
#define STR(s) #s
#define CONS(a,b) int(a##e##b)
int main()
{
printf(STR(vck)); // 输出字符串"vck"
printf("%d\n", CONS(2,3)); // 2e3 输 出:2000
return 0;
}
二、 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
#define TOW (2)
#define MUL(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
#define A (2)
#define STR(s) #s
#define CONS(a,b) int(a##e##b)
printf("int max: %s\n", STR(INT_MAX)); // INT_MAX #include<climits>
这行会被展开为：
printf("int max: %s\n", "INT_MAX");
printf("%s\n", CONS(A, A)); // compile error
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.
#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: %s\n", STR(INT_MAX)); // INT_MAX,int型的最大值,为一个变量 #include<climits>
输出为: int max: 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))
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;
2、填充结构
#define FILL(a) {a, #a}
enum IDD{OPEN, CLOSE};
typedef struct MSG{
IDD id;
const char * 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
#define GET_FILE_NAME(f) _GET_FILE_NAME(f)
static char FILE_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
#define TYPE_BUF_SIZE(type) _TYPE_BUF_SIZE(type)
char buf[TYPE_BUF_SIZE(INT_MAX)];
--> char buf[_TYPE_BUF_SIZE(0x7fffffff)];
--> char buf[sizeof "0x7fffffff"];
这里相当于：
char buf[11];
