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define是C語言中的預處理命令，它用于宏定義，可以提高源代碼的可讀性，為編程提供方便。

預處理命令以“#”號開頭，如包含命令#include，宏定義命令#define等。一般都放在源文件的前面，它們稱為預處理部分。

所謂預處理是指在進行編譯之前所作的工作。預處理是C語言的一個重要功能，它由預處理程序負責完成。當對一個源文件進行編譯時，系統(tǒng)將自動引用預處理程序對源程序中的預處理部分作處理，處理完畢自動進入對源程序的編譯。

宏的定義

??? 在Ｃ或C++語言源程序中允許用一個標識符來表示一個字符串，稱為“宏”。被定義為“宏”的標識符稱為“宏名”。在編譯預處理時，對程序中所有出現(xiàn)的“宏名”，都用宏定義中的字符串去代換，這稱為“宏代換”或“宏展開”。宏定義是由源程序中的宏定義命令完成的。宏代換是由預處理程序自動完成的。

??? 在Ｃ或C++語言中，“宏”分為有參數(shù)和無參數(shù)兩種。

無參數(shù)宏定義

??? 無參數(shù)宏就是不帶參數(shù)，其定義的一般形式為：

　　#define 標識符 字符串

　　“標識符”為所定義的宏名?！白址笨梢允浅?shù)、表達式、格式串等。

　　例如：

　　#define PI 3.14

??? 它的作用是指定標識符PI來代替常數(shù)3.14。在編寫源程序時，所有用到3.14的地方都可用PI代替，而對源程序作編譯時，將先由預處理程序進行宏代換，即用3.14去置換所有的宏名PI，然后再進行編譯。

??? 宏定義是用宏名來表示一個字符串，在宏展開時又以該字符串取代宏名，這只是一種簡單的代換，字符串可以是常數(shù)，也可以是表達式，預處理程序對它不作任何檢查。如有錯誤，只能在編譯已被宏展開后的源程序時發(fā)現(xiàn)。

??? 宏定義不是說明或語句(它是預處理指令)，在行末不必加分號，如加上分號則連分號也一起置換。

??? 下面舉一個無參數(shù)宏替代常數(shù)的例子：

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#define PI 3.14 #include<stdio.h> int main() {float r = 1.0;float area = PI*r*r;printf("The area of the circle is%f",area);return 0; }

? ? 再舉一個使用無參數(shù)宏替代字符串的例子：

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#define M (y*y+3*y) #include<stdio.h> int main() {int s,y;printf("input a number: ");scanf("%d",&y);s = 3*M + 4*M + 5*M;printf("s=%d\n",s);return 0; }

#define M (y*y+3*y) 定義M表達式(y*y+3*y)。在編寫源程序時，所有的(y*y+3*y)都可由M代替，而對源程序作編譯時，將先由預處理程序進行宏代換，即用 (y*y+3*y)表達式去置換所有的宏名M，然后再進行編譯。

上例程序中首先進行宏定義，定義M表達式(y*y+3*y),在s=3*M+4*M+5* M中作了宏調用。在預處理時經宏展開后該語句變?yōu)?#xff1a;s=3*(y*y+3*y)+4*(y*y+3*y)+5* (y*y+3*y);但要注意的是，在宏定義中表達式(y*y+3*y)兩邊的括號不能少。否則會發(fā)生錯誤。

帶參數(shù)宏定義

　　C語言允許宏帶有參數(shù)。在宏定義中的參數(shù)稱為形式參數(shù)，在宏調用中的參數(shù)稱為實際參數(shù)。對帶參數(shù)的宏，在調用中，不僅要宏展開，而且要用實參去代換形參。

　　帶參數(shù)宏定義的一般形式為：

　　#define 宏名(形參表) 字符串

　　在字符串中含有各個形參。

　　帶參數(shù)宏調用的一般形式為：

　　宏名(實參表)

　　例如：

　　#define M(y) y*y+3*y

　　....

　　k=M(5);

　　....

　　在宏調用時，用實參5去代替形參y，經預處理宏展開后的語句為:

　　k=5*5+3*5

??? 舉一個具體例子：

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#define MAX(a,b) (a>b)?a:b #include<stdio.h> int main() {int x,y,max;printf("input two numbers: ");scanf("%d%d",&x,&y);max = MAX(x,y);printf("max=%d\n",max);return 0; }

? ? 上例程序的第一行進行帶參數(shù)宏定義，用宏名MAX表示條件表達式(a>b)?a:b，形參a,b均出現(xiàn)在條件表達式中。程序第七行max = MAX(x, y)為宏調用，實參x,y，將代換形參a,b。宏展開后該語句為： max = (x>y)?x:y;用于計算x,y中的大數(shù)。

??? 對于帶參的宏定義有以下問題需要說明：

??? 1. 帶參宏定義中，宏名和形參表之間不能有空格出現(xiàn)。

??? 例如把： #define MAX(a,b) (a>b)?a:b寫為： #define MAX (a,b) (a>b)?a:b 將被認為是無參宏定義，宏名MAX代表字符串 (a,b)(a>b)?a:b。

??? 宏展開時，宏調用語句： max = MAX(x,y);將變?yōu)?#xff1a; max = (a,b)(a>b)?a:b(x,y);這顯然是錯誤的。

??? 2. 在宏定義中的形參是標識符，而宏調用中的實參可以是表達式。

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#define SQ(y) (y)*(y) #include<stdio.h> int main() {int a,sq;printf("input a number: ");scanf("%d",&a);sq=SQ(a+1);printf("sq=%d\n",sq);return 0; }

? ? 上例中第一行為宏定義，形參為y。程序第七行宏調用中實參為a+1，是一個表達式，在宏展開時，用a+1代換y，再用(y)*(y) 代換SQ，得到如下語句： sq=(a+1)*(a+1); 這與函數(shù)的調用是不同的，函數(shù)調用時要把實參表達式的值求出來再賦予形參。而宏代換中對實參表達式不作計算直接地照原樣代換。

??? 3. 在宏定義中，字符串內的形參通常要用括號括起來以避免出錯。在上例中的宏定義中(y)*(y)表達式的y都用括號括起來，結果是正確的。如果去掉括號，把程序改為以下形式：

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#define SQ(y) y*y #include<stdio.h> int main() {int a,sq;printf("input a number: ");scanf("%d",&a);sq=SQ(a+1);printf("sq=%d\n",sq);return 0; }運行結果為：input a number:3

? ? sq=7 （我們期望的結果卻是16）。

??? 問題在哪里呢? 這是由于代換只作符號代換而不作其它處理而造成的。 宏代換后將得到以下語句： sq=a+1*a+1; 由于a為3故sq的值為7。這顯然與題意相違，因此參數(shù)兩邊的括號是不能少的。有時候，即使在參數(shù)兩邊加括號還是不夠的，請看下面程序：

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#define SQ(y) (y)*(y) #include<stdio.h> int main() {int a,sq;printf("input a number: ");scanf("%d",&a);sq=160/SQ(a+1);printf("sq=%d\n",sq);return 0; }

? ? 本程序與前例相比，只把宏調用語句改為： sq=160/SQ(a+1); 運行本程序如輸入值仍為3時，希望結果為10。但實際運行的結果如下：input a number:3　sq=160。

??? 為什么會得這樣的結果呢?分析宏調用語句，在宏代換之后變?yōu)?#xff1a; sq=160/(a+1)*(a+1);a為3時，由于“/”和“*”運算符優(yōu)先級和結合性相同，則先作160/(3+1)得40，再作40*(3+1)最后得160。為了得到正確答案應在宏定義中的整個字符串外加括號，程序修改如下：

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#define SQ(y) ((y)*(y)) #include<stdio.h> int main() {int a,sq;printf("input a number: ");scanf("%d",&a);sq=160/SQ(a+1);printf("sq=%d\n",sq);return 0; }

? ? 以上討論說明，對于宏定義，保險的做法是不僅應在參數(shù)兩側加括號，也應在整個字符串外加括號。

??? 4. 帶參數(shù)的宏和帶參函數(shù)很相似，但有本質上的不同，把同一表達式用函數(shù)處理與用宏處理兩者的結果有可能是不同的。

??? 下面舉一個例子進行對比：

??? 使用函數(shù)：

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#include<stdio.h> int SQ(int); int main() {int i=1;while(i<=5)printf("%d\n",SQ(i++));return 0; } int SQ(int y) {return((y)*(y)); }使用宏： #define SQ(y) ((y)*(y)) #include<stdio.h> intmain() {int i=1;while(i<=5)printf("%d\n",SQ(i++));return 0; }

? ? 在使用函數(shù)的例子中函數(shù)名為SQ，形參為Y，函數(shù)體表達式為((y)*(y))。在使用宏的例子中宏名為SQ，形參也為y，字符串表達式為(y)*(y))。兩例表面是相同的，函數(shù)調用為SQ(i++)，宏調用為SQ(i++)，實參也是相同的。但輸出結果卻大不相同，分析如下：

??? 在使用函數(shù)的例子中，函數(shù)調用是把實參i值傳給形參y后自增1。然后輸出函數(shù)值。因而要循環(huán)5次。輸出1～5的平方值。而在使用宏的例子中，宏調用時，只作代換。SQ(i++)被代換為((i++)*(i++))。在第一次循環(huán)時，由于i等于1，其計算過程為：表達式中前一個i初值為1，然后i自增1變?yōu)?，因此表達式中第2個i初值為2，兩相乘的結果也為2，然后i值再自增1，得3。在第二次循環(huán)時，i值已有初值為3，因此表達式中前一個i為3，后一個i為4，乘積為12，然后i再自增1變?yōu)?。進入第三次循環(huán)，由于i 值已為5，所以這將是最后一次循環(huán)。計算表達式的值為5*6等于30。i值再自增1變?yōu)?，不再滿足循環(huán)條件，停止循環(huán)。從以上分析可以看出函數(shù)調用和宏調用二者在形式上相似，在本質上是完全不同的。

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"\","#","#@"和"##"

??? 在用#define 定義時 , 斜杠("\")是用來續(xù)行的，"#"用來把參數(shù)轉換成字符串，是給參數(shù)加上雙引號。"##"則用來連接前后兩個參數(shù)，把它們變成一個字符串,"#@"是給參數(shù)加上單引號。下面的例子會使您很容易理解。

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#define Conn(x,y) x##y #define ToChar(a) #@a #define ToString(x) #xintn = Conn(123,456); 結果就是n=123456; char*str = Conn("asdf", "adf")結果就是 str = "asdfadf"; chara = ToChar(1);結果就是a='1'; char*str = ToString(123132);就成了str="123132";

? ? 為什么需要”#”,” #@”和”##”這三個操作符呢？原因如下：

??? 宏名在源程序中若用引號括起來，則預處理程序不對其作宏代換。如下：

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#define OK 100 #include<stdio.h> int main() {printf("OK");printf("\n");return 0; }

? ? 上例中定義宏名OK表示100，但在printf語句中OK被引號括起來，因此不作宏代換。程序的運行結果為：OK,這表示把“OK”當字符串處理。

??? 同樣，宏名在源程序中若用單引號括起來，則預處理程序也不對其作宏代換。

宏定義的嵌套

??? 宏定義允許嵌套，在宏定義的字符串中可以使用已經定義的宏名。在宏展開時由預處理程序層層代換。例如：

#define PI 3.1415926

#define S PI*y*y

對語句： printf("%f",s);

在宏代換后變?yōu)?#xff1a; printf("%f",3.1415926*y*y);

結束語

??? 使用宏代替一個在程序中經常使用的常量，這樣該常量改變時，不用對整個程序進行修改，只修改宏定義的字符串即可，而且當常量比較長時，我們可以用較短的有意義的標識符來寫程序，這樣更方便一些。舉一個大家比較熟悉的例子，圓周率π是在數(shù)學上常用的一個值，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，如果我們編制的一個程序中要多次使用它，那么需要確定一個數(shù)值，在本次運行中不改變，但也許后來發(fā)現(xiàn)程序所表現(xiàn)的精度有變化，需要改變它的值，這就需要修改程序中所有的相關數(shù)值，這會給我們帶來一定的不便，但如果使用宏定義，使用一個標識符來代替，則在修改時只修改宏定義即可，還可以減少輸入 3.1415926這樣長的數(shù)值多次的情況，我們可以如此定義 #define?? pi??3.1415926，既減少了輸入又便于修改，何樂而不為呢？

??? 另外，使用帶參數(shù)的宏定義可完成函數(shù)調用的功能，又能減少系統(tǒng)開銷，提高運行效率。正如C語言中所講，函數(shù)的使用可以使程序更加模塊化，便于組織，而且可重復利用，但在發(fā)生函數(shù)調用時，需要保留調用函數(shù)的現(xiàn)場，以便子函數(shù)執(zhí)行結束后能返回繼續(xù)執(zhí)行，同樣在子函數(shù)執(zhí)行完后要恢復調用函數(shù)的現(xiàn)場，這都需要一定的時間，如果子函數(shù)執(zhí)行的操作比較多，這種轉換時間開銷可以忽略，但如果子函數(shù)完成的功能比較少，甚至于只完成一點操作，如一個乘法語句的操作，則這部分轉換開銷就相對較大了，但使用帶參數(shù)的宏定義就不會出現(xiàn)這個問題，因為它是在預處理階段即進行了宏展開，在執(zhí)行時不需要轉換，即在當?shù)貓?zhí)行。宏定義可完成簡單的操作，但復雜的操作還是要由函數(shù)調用來完成，而且宏定義所占用的目標代碼空間相對較大。所以在使用時要依據(jù)具體情況來決定是否使用宏定義。

??? 韓耀旭 han_yao_xu@163.com，歡迎轉載，保持完整。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的C语言中#define中的一些特殊用法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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