我们在 C 语言中经常会用到宏定义，那么我们今天就对宏做个简单的介绍。#define 是预处理期处理的单元实体之一；它定义的宏可以出现在程序的任意位置；它定义之后的代码都可以使用这个宏。

#define 定义的宏常量可以直接使用，其本质为字面量。它与 const 定义的常量的区别是：const 修饰的常量本质是变量，占用内存；而字面量是不占用内存的。我们来看看下面这几个宏常量定义是否正确

#defineERROR-1#definePATH1"D:\test\test.c"#definePATH2D:\test\test.c#definePATH3D:\test\test.cintmain(){interr=ERROR;char*p1=PATH1;char*p2=PATH2;char*p3=PATH3;}

我们分析下，前两个肯定正确，第三种猜测是正确的，因为宏定义只是简单的替换。第四种也是正确的，最后的 \ 我们看成是前面介绍的接续符。我们来单步编译下，看看结果

我们看到单步编译的时候，它没出错。就是进行简单的替换，我们再加上头文件，进行编译。结果如下

我们看到编译出错了，因为宏只是被预处理期处理，预处理期不会去检查语法，所以会单步编译通过。所以在编译检查语法的时候出错了。我们下来看个示例代码，代码如下

#include<stdio.h>#define_SUM_(a,b)(a)+(b)#define_MIN_(a,b)((a)<(b)?(a):(b))#define_DIM_(a)sizeof(a)/sizeof(*a)intmain(){inta=1;intb=2;intc[4]={0};ints1=_SUM_(a,b);ints2=_SUM_(a,b)*_SUM_(a,b);intm=_MIN_(a++,b);intd=_DIM_(c);printf("s1=%d\n",s1);printf("s2=%d\n",s2);printf("m=%d\n",m);printf("d=%d\n",d);return0;}

我们分析，第14行返回相加和，因而第19行打印 3；第15行返回加和的平方，因而第20行打印 9；第16行返回最小值，因而第21行打印 1；第17行返回的是数组的个数，所以第22行打印 4。我们看看编译结果

结果跟我们分析的不太一样，中间两个不一样。我们来单步编译下，看看是什么样的

我们看到它的 main 函数是这样的，因而我们分析的是错的。那么在这块我们是忽略了宏表达式和函数的差异，那么宏表达式有哪些特性呢？如下：a> 宏表达式被预处理器处理，编译器不知道宏表达式的存在；b> 宏表达式用“实参”完全代替形参，不进行任何运算；c> 宏表达式没有任何的“调用”开销；d> 宏表达式中不能出现递归定义，如：#define _SUM_(n) ((n > 0) ? (_SUM_(n-1) + n) : 0)； int s = _SUM_(5);

那么我们来思考下：宏定义的常量或表达式是否有作用域限制？我们来看看下面的代码

#include<stdio.h>voiddef(){#definePI3.1415926#defineAREA(r)r*r*PI}doublearea(doubler){returnAREA(r);}intmain(){doubler=area(5);printf("PI=%f\n",PI);printf("d=5;a=%f\n",r);return0;}

那么在 def 函数里定义的宏能否在 area 函数里使用呢？也就是说宏定义的作用域是否是具有函数作用域呢，我们来看看编译结果

它并没有报错，而是成功运行。在这里我们注释掉头文件和打印语句，我们来单步编译下，看看函数里是怎样的？

明显在 area 函数里直接展开宏，也就是说宏定义的常量没有作用域的限制。我们再来看看 C 语言中强大的内置宏

我们利用内置宏编写析下面的代码，代码如下：

#include<stdio.h>#include<malloc.h>#defineMALLOC(type,x)(type*)malloc(sizeof(type)*x)#defineFREE(p)(free(p),p=NULL)#defineLOG(s)printf("[%s]{%s:%d}%s\n",__DATE__,__FILE__,__LINE__,s)#defineFOREACH(i,m)for(i=0;i<m;i++)#defineBEGIN{#defineEND}intmain(){intx=0;int*p=MALLOC(int,5);LOG("Begintorunmaincode...");FOREACH(x,5)BEGINp[x]=x;ENDFOREACH(x,5)BEGINprintf("%d\n",p[x]);ENDFREE(p);LOG("End");return0;}

我们在第4行定义 MALLOC 为申请堆空间并用指针来存储地址，第6行利用之前学习的逗号表达式来释放申请到的指针。第8行则是利用内置宏定义 LOG 打印信息，第10-12行分别定义 for 循环和{ }。我们来看看编译后打印的结果

我们看到内置宏是如此的强大，目前在 C 语言中是利用函数办不到来打印文件名和行数信息的。通过对宏定义的学习，总结如下：1、预处理期直接对宏进行文本替换，宏使用时的参数不会进行求值和运算；2、预处理期不会对宏定义进行语法检查，宏定义出现的缘分错误只能被编译器检测；3、宏定义的效率高于函数调用但会带来一定的副作用。后面我们会继续对 C 语言的学习。


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