宏定义与宏替换

一. c /c++语言中使用宏的主要目的主要有 3 个： 
1. 提高代码的可读性； 
把用到的常量定义成有意义的名字； 
2. 无需函数调用，运行效率高； 
对于一些简单的操作，无需调用函数，虽然编程是强调模块化，但是函数调用时，需要保护现场和恢复现场。这些都需要耗时。对于复杂的操作来讲，这些耗时可以不计，但是对于简单的操作，则效率低下。利用宏来代替简单的操作，则可以提高程序的运行效率。 
3. 可维护行好； 
对于用得比较多的常量或者简单操作，一旦需要修改，则只需要修改宏定义处，不需要逐条修改。

二. 宏定义命令 ： #define 
1 . #define命令主要是将一个标识符替换为一个字符串，该标识符称为宏名，被替换的字符串被称为替换文本。 
2. 用法： 
主要有两种格式，一个是简单的宏定义，另一个是带参数的宏定义； 
简单的宏定义： #define <宏名> <替换文本> 
例： #define pi 3.1415 
带参数的宏定义：#define <宏名> （<参数列表>） <宏体> 
例： #define A(x) x

三. 宏替换 
当宏定义好后，在程序中使用宏名就称为宏替换。当程序进行编译时实际上经过了预处理，编译（生成中间代码，即从源程序翻译为中间语言，即汇编），汇编（将汇编语言翻译成机器代码，即二进制代码），链接（将目标文件生成 .exe文件）。宏替换就发生在预处理（也叫预编译）阶段，也就是说在编译之前（生成二进制文件之前）就已经完成了文本的替换工作。 
关于预处理主要完成的工作是： 
1.文件包含，将#include包含的文件找到，并在#include处进行展开； 
2.条件编译，根据#if #ifdef 等编译命令及其后的条件，将源程序的一部分包含进来或排除在外，通常把排除在外的语句换成空行。 
3.宏展开，将程序中所用到的宏展开成宏定义的替换文本。经过宏展开之后的程序与之前的源程序的只是简单的文本替换，并无计算功能。这是理解宏的要点。 
四. 使用宏要注意的问题 
1.使用简单宏出现的问题

#include<stdio.h>
#define n  2+2
int main()
{
  int a = 0;
  a = n * n;
  return 0;
}

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2.使用带参数的宏出现的问题

#include<stdio.h>
#define product(a) a*a
int main()
{
  int i = 4;
  int j = product(i++);
  printf("i = %d\n",i);
  printf("j = %d\n",j);
  j = product(++i);
  printf("i = %d\n",i);
  printf("j = %d\n",j);
  return 0;
}

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在vs带的编译器下，程序输出结果 i = 6 j =16 i = 8 j = 64

四. 结语 
本文主要讲了宏定义的用法以及要使用时要注意的东西，同时注意到宏替换在预处理阶段完成，只是进行文本替换。

五. 常用的宏定义

1 防止一个头文件被重复包含

#ifndef BODYDEF_H 
#define BODYDEF_H 
 //头文件内容 
#endif

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2 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) ) )

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3 得到一个field在结构体(struct)中的偏移量

#define OFFSETOF( type, field ) ( (size_t) &(( type *) 0)-> field )

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4 得到一个结构体中field所占用的字节数

#define FSIZ( type, field ) sizeof( ((type *) 0)->field )

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5 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) )

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6 将一个字母转换为大写

#define UPCASE( c ) ( ((c) >= ''a'' && (c) <= ''z'') ? ((c) - 0x20) : (c) )

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7 判断字符是不是10进值的数字

#define DECCHK( c ) ((c) >= ''0'' && (c) <= ''9'')

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8 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'') )

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9 防止溢出的一个方法

#define INC_SAT( val ) (val = ((val)+1 > (val)) ? (val)+1 : (val))

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10 返回数组元素的个数

#define ARR_SIZE( a ) ( sizeof( (a) ) / sizeof( (a[0]) ) )

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11 使用一些宏跟踪调试 
ANSI标准说明了五个预定义的宏名。它们是

_LINE_ /*(两个下划线)，对应%d*/
_FILE_ /*对应%s*/
_DATE_ /*对应%s*/
_TIME_ /*对应%s*/

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摘自：http://blog.chinaunix.net/uid-21372424-id-119797.html