C语言宏

　　本文主要讲解《C陷阱与缺陷》第六章中宏的使用。

　　了解宏，我们首先得了解编译器编译C语言程序的过程：

其中预处理器工作有：

（1） 文件包含：可以把源程序中的#include 扩展为文件正文，即把包含的.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等编译命令及其后的条件，将源程序中的某部分包含进来或排除在外。
（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。

预处理中宏的作用：
（1）方便程序的修正：将某个特定数量在程序中出现的所有实例统统加以修改；

（2）提高程序的运行效率：C语言在实现函数调用时会带来重大系统开销，宏可以实现一种这样的程序块：它看上去像函数，但却没有函数调用的开销。

 

宏有有两种定义格式：
(1) 简单的宏定义：#define <宏名> <字符串>                                  //对应宏作用1

#define PI 3.1415926

#define PI 3.14
(2) 带参数的宏定义：#define <宏名> (<参数表>) <宏体>                //对应宏作用2

#define f(x) x

 

宏应该注意的地方：

（1）不能忽视宏定义中的空格：

　　例子：下面宏定义中 f 是否带了一个参数？

#define f (x) ((x)-1)

 答案两种：f(x) = ((x) - 1) 或者 f=(x)  ((x)-1)

在上述定义中f = (x)  ((x) - 1)是正确的（虽然无法使用），因为 f 和后面的(x)之间多了一个空格。f (3) = 2;

因此在定义宏的时候，要严格的注重空格的使用，一般来讲带参数的宏，其参数列表与宏名要相连。

（很有趣：定义#define f(x) ((x) - 1)， 调用f(3) = f (3) = 2）

 

(2)宏不是函数，需注重括号的使用：

例子：

#define abs(x) x > 0 ? x : -x //正确使用：#define abs(x) (((x)>0) ? (x) : (-x))

对abs(a-b)求值，宏被展开为：a-b >0 ? a-b : -a-b

例子中的-a-b相当于(-a)-b，而不是我们期望的-(a-b)；因此，在定义宏的时候我们最好把每个参数都用括号括起来，整个表达式也括起来。

 

（3）宏不是类型定义：

看下面代码：

#define NEWTYPE struct newType
NEWTYPE a;
NEWTYPE b,c;

我们只需要改动一行代码，就可以改变a,b,c的类型，宏的这种用法有一个有点：可移植性，得到了所有C编译器的支持，但是，我们最好还是用typedef来定义：

typedef struct newType NEWTYPE

因为使用宏会带来意想不到的错误，例如：

#define T1 struct foo*
typedef struct foo *T2;

从定义上看，T1和T2的概念上完全符同，都是指向了foo的指针。但是，当我们试图使用它们来声明多个变量时，就会出现问题：

T1 a, b; //宏扩展：struct foo * a, b;
T2 a, b; //typedef定义：struct foo *a, *b;

可以看见使用宏扩展并不能得到我们想要的东西。

所以，使用类型定义的时候，我们最好不要使用宏，应该使用typedef。

 

对于宏的讲解结束，让我们回过头看看 宏应该注意的地方(1)

#define f (x) ((x)-1)

对于表达式 (x) ((x) -1) 是否能够成为一个合法的C表达式呢？

给出一种合理解：

我们定义：typedef int x;

在这种情况下：(x) ((x) - 1) 等价于 (int) ((int) - 1)

即将-1转换为int类型两次！