? ? ? ?宏定義是用一個(gè)標(biāo)識符來表示一個(gè)字符串，在宏調(diào)用中將用該字符串代替宏名。給程序員提供了便利，使程序更加清晰，便于閱讀和理解，進(jìn)一步提高了程序的運(yùn)行效率，對于嵌入式系統(tǒng)而言，為了能達(dá)到性能要求，宏是一種很好的代替函數(shù)的方法，但是使用不慎會得到意外的結(jié)果。

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　　宏是C語言中常用的編譯預(yù)處理功能之一。在編程時(shí)，可以使用宏來代替一些常量或表達(dá)式，給程序員提供了便利，使程序更加清晰，便于閱讀和理解，進(jìn)一步提高了程序的運(yùn)行效率。另外，在C語言中，宏是產(chǎn)生內(nèi)嵌代碼的唯一方法，并且可以定義帶參數(shù)的宏，對于嵌入式系統(tǒng)而言，為了能達(dá)到性能要求，宏是一種很好的代替函數(shù)的方法。但是如果對宏命令本質(zhì)理解不透徹，在使用時(shí)可能運(yùn)行的結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果就會大相徑庭。下面具體介紹C語言中宏的使用（即宏定義、宏調(diào)用、宏展開）。

一、宏定義

　　在C語言源程序中，允許用一個(gè)標(biāo)識符表示一個(gè)字符串，稱為“宏”；被定義為宏的標(biāo)識符稱為“宏名”。

　　宏定義是由源程序中的宏定義命令完成的。該命令有兩種形式：一種是無參數(shù)的宏定義；另外一種是帶參數(shù)的宏定義。

　　（一）無參數(shù)的宏定義

　　無參數(shù)宏的宏名后不帶參數(shù)。其定義的一般形式為：

　　＃define標(biāo)識符字符串

　　＃是預(yù)處理命令的標(biāo)志，define是宏定義命令的標(biāo)志。標(biāo)識符為宏名，字符串可以是常量、表達(dá)式、格式串等。

　　例如：＃definePI3.1415926

　　＃defineSUM (1+2)

　　（二）帶參數(shù)的宏定義

　　帶參數(shù)的宏定義，也稱為宏函數(shù)，在宏定義中的參數(shù)稱為形式參數(shù)，形式參數(shù)不分配內(nèi)存單元，所以不必作類型定義。帶參數(shù)的宏定義的一般形式如下：

　　＃define宏名（參數(shù)表）宏體

　　例如：#defineAREAR(R)3.14*R*R

　　 #define SUM(X，Y) X+Y

　　兩種格式的宏定義必須寫在函數(shù)的外邊，其作用域?yàn)楹甓x命令起到源程序結(jié)束，若要終止其作用域可以用＃undef命令加宏名，宏定義也允許嵌套，在宏定義的字符串中可以使用已經(jīng)定義的宏名。

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二、宏展開及宏調(diào)用

　　（一）宏展開及調(diào)用的概念

　　編譯預(yù)處理時(shí)程序中出現(xiàn)的所有宏名都要有宏定義中的字符串來代換，稱為宏展開。嵌套的宏定義，展開時(shí)要層層展開。程序中字符串內(nèi)的字符跟宏名相同時(shí)作為一般字符處理，不用宏展開。對于帶參數(shù)的宏的使用稱為宏調(diào)用，一般形式為：宏名（實(shí)參表）；在調(diào)用中，不僅要宏展開，而且要用實(shí)參去代換形參。

　　C語言源程序的處理過程，經(jīng)歷了編輯、預(yù)處理、編譯、連接幾個(gè)過程。其中預(yù)處理產(chǎn)生編譯的輸入，源文件中若有宏命令，則預(yù)處理器將其展開成相應(yīng)的宏定義，這個(gè)階段的工作只是純粹的替換展開，沒進(jìn)行任何的計(jì)算。同時(shí)現(xiàn)有的編譯系統(tǒng)沒有提供獨(dú)立的預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)處理，所以我們看不到預(yù)處理后的代碼，在編譯時(shí)可能會出現(xiàn)錯(cuò)誤，但是系統(tǒng)檢測不出來。所以在宏展開時(shí)我們一定要謹(jǐn)慎。

　　（二）宏展開及調(diào)用的應(yīng)用實(shí)例

　　1.無參宏的定義實(shí)例

　　例題1：求圓的周長及面積。

　　源程序：

　　＃definePI3.14159

　　main（）

　　{float r，c，s;

　　scanf（“％f”，&r）；

　　c＝2*PI*r；

　　s＝PI*r*r；

　　printf（“周長為：％f，面積為：％f”，c，s）；}

　　本題中的PI為宏名，在程序中出現(xiàn)宏名的地方直接用字符串3.14159代替即可得宏展開后的程序，并能計(jì)算出結(jié)果。

　　例題2：源程序：

　　＃defineN2＋1

　　 main（）

　　 {int a；

　　a=N*N;

　　Printf( % d，a)； }

　　本題中宏名N代表的是表達(dá)式2＋1，使用時(shí)容易產(chǎn)生的錯(cuò)誤是先把N計(jì)算出來2+1＝3，然后再帶入求a的值，a=3*3，結(jié)果為9。但實(shí)際上宏展開只是簡單的代替，不進(jìn)行計(jì)算，本題應(yīng)該這樣計(jì)算a＝2+1*2+1，得到結(jié)果為5。

　　2.帶參宏的定義實(shí)例

　　例題3：源程序：

　　＃define f(x)(x*x)

　　main()

　　{inti1， i2；

　　i1=f(8)/f(4)；

　　i2=f(4+4)/f(2+2)；

　　Printf(％d，％d，i1，i2)；}

　　本題的輸出結(jié)果是4，3。i1，i2看上去參數(shù)一樣為什么結(jié)果不同呢，實(shí)際上二者的調(diào)用、展開形式不同，其中i1＝（8*8）/(4*4)=64/16=4，i2＝(4+4*4+4)/(2+2*2+2)=24/8=3；和例題2一樣宏展開只是簡單的代替，不先進(jìn)行計(jì)算。

　　3.宏使用中問題的解決方法。若想正確的使用好宏，應(yīng)當(dāng)做到如下兩方面：一方面在讀別人的程序時(shí)，先將程序中對宏的使用全部替換成它所代表的字符串，不要添加任何其他符號，完全展開后再進(jìn)行計(jì)算。另一方面在自己編程時(shí)，簡單的無參宏定義中當(dāng)字符串中不只一個(gè)字符時(shí)，加上括號表現(xiàn)出優(yōu)先級，帶參的宏定義則要給宏體中的每一個(gè)參數(shù)加上括號，并在整個(gè)宏體上再加上一個(gè)括號。

　　看到這里有人不禁會想，宏使用時(shí)那么麻煩、謹(jǐn)慎，我們?yōu)槭裁催€要使用它，把它擯棄掉算了。但是宏定義的使用有很多的好處。

三、宏定義的優(yōu)點(diǎn)

　　（一）簡化程序提高可讀性

　　使用宏可以將程序中的常量用有意義的符號代替，當(dāng)常量比較長時(shí)， 以用較短的有意義的標(biāo)識符來寫程序， 這樣更方便一些。當(dāng)常量值需要改變時(shí)，不必在整個(gè)程序中查找常量，只需改變宏定義就可以方便地修改常量值，因此程序修改方便；使程序更加清晰，便于閱讀和理解； 所說的常量改變不是在程序運(yùn)行期間改變而是在編程期間的修改。

　　（二）提高程序的運(yùn)行效率

　　更為有效的是C語言允許帶參數(shù)宏定義，C語言帶參數(shù)宏定義可以代替簡單的函數(shù)，完成類似函數(shù)調(diào)用的功能。雖然函數(shù)的使用可以使程序更加模塊化，便于組織，而且可重復(fù)利用。但在函數(shù)調(diào)用時(shí)，需要保留調(diào)用函數(shù)的現(xiàn)場，以便子函數(shù)執(zhí)行結(jié)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(fù)調(diào)用函數(shù)的現(xiàn)場，這都需要一定的時(shí)間。如果子函數(shù)執(zhí)行的操作比較多，這種轉(zhuǎn)換時(shí)間就會更大，而參數(shù)宏定義在宏調(diào)用展開后相當(dāng)于直接嵌入代碼 ，比函數(shù)調(diào)用具有更高的時(shí)間效率。使用帶參數(shù)的宏，不占有內(nèi)存，即能減少系統(tǒng)內(nèi)存的使用，提高運(yùn)行效率。

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四、結(jié)束語

　　本文對C語言中宏定義的使用進(jìn)行了分析，并從C語言源程序處理過程的角度對宏的處理進(jìn)行了分析，提出了避免錯(cuò)誤的方法，也對它的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了闡述。只要能夠理解宏展開的規(guī)則，就能夠體會宏使用帶來的方便和效率了。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C/C++编程笔记：浅析 Ｃ 语言中宏定义的使用，知识点全解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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