c语言宏定义详解
1,防止一個(gè)頭文件被重復(fù)包含?
#ifndef?COMDEF_H?
#define?COMDEF_H?
??//頭文件內(nèi)容?
#endif?
2,重新定義一些類型,防止由于各種平臺和編譯器的不同,而產(chǎn)生的類型字節(jié)數(shù) 差異,方便移植。?
typedef??unsigned?char??????boolean;?????/*?Boolean?value?type.?*/?
typedef??unsigned?long?int??uint32;??????/*?Unsigned?32?bit?value?*/?
typedef??unsigned?short?????uint16;??????/*?Unsigned?16?bit?value?*/?
typedef??unsigned?char??????uint8;???????/*?Unsigned?8??bit?value?*/?
typedef??signed?long?int????int32;???????/*?Signed?32?bit?value?*/?
typedef??signed?short???????int16;???????/*?Signed?16?bit?value?*/?
typedef??signed?char????????int8;????????/*?Signed?8??bit?value?*/?
//下面的不建議使用?
typedef??unsigned?char?????byte;?????????/*?Unsigned?8??bit?value?type.?*/?
typedef??unsigned?short????word;?????????/*?Unsinged?16?bit?value?type.?*/?
typedef??unsigned?long?????dword;????????/*?Unsigned?32?bit?value?type.?*/?
typedef??unsigned?char?????uint1;????????/*?Unsigned?8??bit?value?type.?*/?
typedef??unsigned?short????uint2;????????/*?Unsigned?16?bit?value?type.?*/?
typedef??unsigned?long?????uint4;????????/*?Unsigned?32?bit?value?type.?*/?
typedef??signed?char???????int1;?????????/*?Signed?8??bit?value?type.?*/?
typedef??signed?short??????int2;?????????/*?Signed?16?bit?value?type.?*/?
typedef??long?int??????????int4;?????????/*?Signed?32?bit?value?type.?*/?
typedef??signed?long???????sint31;???????/*?Signed?32?bit?value?*/?
typedef??signed?short??????sint15;???????/*?Signed?16?bit?value?*/?
typedef??signed?char???????sint7;????????/*?Signed?8??bit?value?*/?
3,得到指定地址上的一個(gè)字節(jié)或字?
#define??MEM_B(?x?)??(?*(?(byte?*)?(x)?)?)?
#define??MEM_W(?x?)??(?*(?(word?*)?(x)?)?)?
4,求最大值和最小值?
???#define??MAX(?x,?y?)?(?((x)?>?(y))???(x)?:?(y)?)?
???#define??MIN(?x,?y?)?(?((x)?<?(y))???(x)?:?(y)?)?
5, 得到一個(gè)field在結(jié)構(gòu)體(struct)中的偏移量?
#define?FPOS(?type,?field?)?\?
/*lint?-e545?*/?(?(dword)?&((?type?*)?0)->?field?)?/*lint?+e545?*/?
分析：
#include?
typedef struct person {
?? ?int num;
?? ?int age;
?? ?char name[20];
}person;
#define FPOS(type,field) sizeof(((type *)0)->field)
main()
{
?? ?printf("%d\n",FPOS(person,name));
}
^_^[sunny@localhost ~]52$ ./a.out?
20
#define OFFSETOF(type, field) ((size_t)&(((type *)0)->field))
(type *)0：把0地址當(dāng)成type類型的指針。
((type *)0)->field：對應(yīng)域的變量。
&((type *)0)->field:取該變量的地址，其實(shí)就等于該域相對于0地址的偏移量。
(size_t)&(((type *)0)->field)：將該地址（偏移量）轉(zhuǎn)化為size_t型數(shù)據(jù)。
ANSI C標(biāo)準(zhǔn)允許任何值為0的常量被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成任何一種類型的指針，并且轉(zhuǎn)換結(jié)果是一個(gè)NULL指針，因此((s*)0)的結(jié)果就是一個(gè)類型為s*的NULL指 針。如果利用這個(gè)NULL指針來訪問s的成員當(dāng)然是非法的，但&(((s*)0)->m)的意圖并非想存取s字段內(nèi)容，而僅僅是計(jì)算當(dāng)結(jié)構(gòu) 體實(shí)例的首址為((s*)0)時(shí)m字段的地址。聰明的編譯器根本就不生成訪問m的代碼，而僅僅是根據(jù)s的內(nèi)存布局和結(jié)構(gòu)體實(shí)例首址在編譯期計(jì)算這個(gè)(常 量)地址，這樣就完全避免了通過NULL指針訪問內(nèi)存的問題。
有人這樣表達(dá)：
#define OFFSETOF(type, field) ((size_t) \
?????????????? ((char *)&((type *)0)->field - (char *)(type *)0))
我認(rèn)為效果是一樣的，多增加的那部分就是0地 址，相減后就是偏移量。
為什么要增加size_t呢？
首先size_t的定義是什么呢，在文件 stddef.h中可以找到答案。
typedef unsigned int size_t;????????????????????? /*mine is 32bit machine*/
可見就是將偏移量轉(zhuǎn)化為無符整型，其實(shí)32位 機(jī)器的地址就是無符號的32位整數(shù)。一般情況下，不進(jìn)行size_t類型轉(zhuǎn)化也是沒有問題的（后面的實(shí)驗(yàn)可證）。我認(rèn)為，只有偏移量足夠大，當(dāng)大于 0x80000000時(shí)才有影響，因?yàn)檫@時(shí)候的偏移量最高位是1，機(jī)器默認(rèn)為是負(fù)數(shù)了。似乎上面宏定義OFFSETOF中更能說明這個(gè)問題，因?yàn)檫@個(gè)宏定 義是一個(gè)差值，最高位是1就肯定是負(fù)數(shù)了。使用printf("%d", &var);打印一個(gè)變量的地址就是個(gè)負(fù)數(shù)。這只是我的看法，網(wǎng)上基本沒有什么人分析為什么添加size_t的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)化。因?yàn)橄到y(tǒng)對數(shù)組長度 的大小是有限制的，所以也不能實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)。
6,得到一個(gè)結(jié)構(gòu)體中field所占用的字 節(jié)數(shù)?
#define?FSIZ(?type,?field?)?sizeof(?((type?*)?0)->field?)?
7,按照LSB格式把兩個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)化為一個(gè) Word?
#define??FLIPW(?ray?)?(?(((word)?(ray)[0])?*?256)?+?(ray)[1]?)?
8,按照LSB格式把一個(gè)Word轉(zhuǎn)化為兩個(gè)字節(jié)?
#define??FLOPW(?ray,?val?)?\?
??(ray)[0]?=?((val)?/?256);?\?
??(ray)[1]?=?((val)?&?0xFF)?
9,得到一個(gè)變量的地址（word寬度）?
#define??B_PTR(?var?)??(?(byte?*)?(void?*)?&(var)?)?
#define??W_PTR(?var?)??(?(word?*)?(void?*)?&(var)?)?
10,得到一個(gè)字的高位和低位字節(jié)?
#define??WORD_LO(xxx)??((byte)?((word)(xxx)?&?255))?
#define??WORD_HI(xxx)??((byte)?((word)(xxx)?>>?8))?
11, 返回一個(gè)比X大的最接近的8的倍數(shù)?
#define?RND8(?x?)???????((((x)?+?7)?/?8?)?*?8?)?
12,將一個(gè)字母轉(zhuǎn)換為大寫?
#define??UPCASE(?c?)?(?((c)?>=?''a''?&&?(c)?<=?''z'')???((c)?-?0x20)?:?(c)?)?
13,判斷字符是不是10進(jìn) 值的數(shù)字?
#define??DECCHK(?c?)?((c)?>=?''0''?&&?(c)?<=?''9'')?
14,判斷字符是不是16進(jìn) 值的數(shù)字?
#define??HEXCHK(?c?)?(?((c)?>=?''0''?&&?(c)?<=?''9'')?||\?
???????????????????????((c)?>=?''A''?&&?(c)?<=?''F'')?||\?
((c)?>=?''a''?&&?(c)?<=?''f'')?)?
15,防止溢出的 一個(gè)方法?
#define??INC_SAT(?val?)??(val?=?((val)+1?>?(val))???(val)+1?:?(val))?
16,返回?cái)?shù)組元素的個(gè)數(shù)?
#define??ARR_SIZE(?a?)??(?sizeof(?(a)?)?/?sizeof(?(a[0])?)?)?
17,返回一個(gè)無符號數(shù)n尾的值MOD_BY_POWER_OF_TWO(X,n)=X%(2^n)?
#define?MOD_BY_POWER_OF_TWO(?val,?mod_by?)?\?
???????????(?(dword)(val)?&?(dword)((mod_by)-1)?)?
18,對于IO空間映射在存儲空間的結(jié)構(gòu),輸入 輸出處理?
??#define?inp(port)?????????(*((volatile?byte?*)?(port)))?
??#define?inpw(port)????????(*((volatile?word?*)?(port)))?
??#define?inpdw(port)???????(*((volatile?dword?*)(port)))?
??#define?outp(port,?val)???(*((volatile?byte?*)?(port))?=?((byte)?(val)))?
??#define?outpw(port,?val)??(*((volatile?word?*)?(port))?=?((word)?(val)))?
??#define?outpdw(port,?val)?(*((volatile?dword?*)?(port))?=?((dword)?(val)))?
?19,使用一些宏跟 蹤調(diào)試?
A?N?S?I標(biāo)準(zhǔn)說明了 五個(gè)預(yù)定義的宏名。它們是：?
_?L?I?N?E?_?
_?F?I?L?E?_?
_?D?A?T?E?_?
_?T?I?M?E?_?
_?S?T?D?C?_?
如果編譯不是標(biāo)準(zhǔn)的,則可能僅支持以上宏名中的幾個(gè),或根本不支持。記住編譯程序?
也許還提供其它預(yù)定義的宏名。?
_?L?I?N?E?_及_?F?I?L?E?_宏 指令在有關(guān)#?l?i?n?e的 部分中已討論,這里討論其余的宏名。?
_?D?AT?E?_宏指令含有形式為月/日/年的串,表示源文件被翻譯到代碼時(shí)的日期。?
源代碼翻譯到目標(biāo)代碼的時(shí)間作為串包含在_?T?I?M?E?_中。串形式為 時(shí)：分：秒。?
如果實(shí)現(xiàn)是標(biāo)準(zhǔn)的,則宏_?S?T?D?C?_含有十進(jìn)制常量1。如果它含有任何其它數(shù),則實(shí)現(xiàn)是?
非標(biāo)準(zhǔn)的。?
可以定義宏,例如:?
當(dāng)定義了_DEBUG,輸 出數(shù)據(jù)信息和所在文件所在行?
#ifdef?_DEBUG?
#define?DEBUGMSG(msg,date)?printf(msg);printf(“%d%d%d”,date,_LINE_,_FILE_)?
#else?
??????#define?DEBUGMSG(msg,date)??
#endif?
20,宏定義防止使用是錯(cuò)誤?
用小括號包含。?
例如：#define?ADD(a,b)?（a+b）?
用do{}while(0)語 句包含多語句防止錯(cuò)誤?
例如：#difne?DO(a,b)?a+b;\?
???????????????????a++;?
應(yīng) 用時(shí)：if(….)?
??????????DO(a,b);?//產(chǎn) 生錯(cuò)誤?
????????else?
解 決方法:?#difne?DO(a,b)?do{a+b;\?
???????????????????a++;}while(0)?宏 中"#"和"##"的用法?
一、一般用法?
我們使用#把宏參數(shù)變?yōu)橐粋€(gè)字符串,用##把兩個(gè)宏參數(shù)貼合在一起.?
用法:?
#include<cstdio>?
#include<climits>?
using?namespace?std;?
#define?STR(s)?????#s?
#define?CONS(a,b)??int(a##e##b)?
int?main()?
{?
????printf(STR(vck));???????????//?輸出字符串"vck"?
????printf("%d\n",?CONS(2,3));??//?2e3?輸 出:2000?
????return?0;?
}?
二、 當(dāng)宏參數(shù)是另一個(gè)宏的時(shí)候?
需要注意的是凡 宏定義里有用''#''或''##''的地 方宏參數(shù)是不會再展開.?
1,?非''#''和''##''的情況?
#define?TOW??????(2)?
#define?MUL(a,b)?(a*b)?
printf("%d*%d=%d\n",?TOW,?TOW,?MUL(TOW,TOW));?
這行的宏會被展開為：?
printf("%d*%d=%d\n",?(2),?(2),?((2)*(2)));?
MUL里的參數(shù)TOW會被展開為(2).?
2,?當(dāng)有''#''或''##''的時(shí)候?
#define?A??????????(2)?
#define?STR(s)?????#s?
#define?CONS(a,b)??int(a##e##b)?
printf("int?max:?%s\n",??STR(INT_MAX));????//?INT_MAX?#include<climits>?
這行會被展開為：?
printf("int?max:?%s\n",?"INT_MAX");?
printf("%s\n",?CONS(A,?A));???????????????//?compile?error??
這 一行則是：?
printf("%s\n",?int(AeA));?
INT_MAX和A都 不會再被展開,?然而解決這個(gè)問題的方法很簡單.?加 多一層中間轉(zhuǎn)換宏.?
加這層宏的用意是把所 有宏的參數(shù)在這層里全部展開,?那么在轉(zhuǎn)換宏里的那一個(gè)宏(_STR)就 能得到正確的宏參數(shù).?
#define?A???????????(2)?
#define?_STR(s)?????#s?
#define?STR(s)??????_STR(s)??????????//?轉(zhuǎn) 換宏?
#define?_CONS(a,b)??int(a##e##b)?
#define?CONS(a,b)???_CONS(a,b)???????//?轉(zhuǎn) 換宏?
printf("int?max:?%s\n",?STR(INT_MAX));??????????//?INT_MAX,int型的最大值,為一個(gè)變量?#include<climits>?
輸出為:?int?max:?0x7fffffff?
STR(INT_MAX)?-->??_STR(0x7fffffff)?然 后再轉(zhuǎn)換成字符串;?
printf("%d\n",?CONS(A,?A));?
輸 出為：200?
CONS(A,?A)??-->??_CONS((2),?(2))??-->?int((2)e(2))?
三、''#''和''##''的一些應(yīng)用特例?
1、合并匿名變量名?
#define??___ANONYMOUS1(type,?var,?line)??type??var##line?
#define??__ANONYMOUS0(type,?line)??___ANONYMOUS1(type,?_anonymous,?line)?
#define??ANONYMOUS(type)??__ANONYMOUS0(type,?__LINE__)?
例：ANONYMOUS(static?int);??即:?static?int?_anonymous70;??70表 示該行行號;?
第一層：ANONYMOUS(static?int);??-->??__ANONYMOUS0(static?int,?__LINE__);?
第二層：????????????????????????-->??___ANONYMOUS1(static?int,?_anonymous,?70);?
第三層：????????????????????????-->??static?int??_anonymous70;?
即每次只能解開當(dāng)前層的宏,所以__LINE__在第二層才能被解開;?
2、填充結(jié)構(gòu)?
#define??FILL(a)???{a,?#a}?
enum?IDD{OPEN,?CLOSE};?
typedef?struct?MSG{?
??IDD?id;?
??const?char?*?msg;?
}MSG;?
MSG?_msg[]?=?{FILL(OPEN),?FILL(CLOSE)};?
相當(dāng) 于：?
MSG?_msg[]?=?{{OPEN,?"OPEN"},?
??????????????{CLOSE,?"CLOSE"}};?
3、記錄文件名?
#define??_GET_FILE_NAME(f)???#f?
#define??GET_FILE_NAME(f)????_GET_FILE_NAME(f)?
static?char??FILE_NAME[]?=?GET_FILE_NAME(__FILE__);?
4、 得到一個(gè)數(shù)值類型所對應(yīng)的字符串緩沖大小?
#define??_TYPE_BUF_SIZE(type)??sizeof?#type?
#define??TYPE_BUF_SIZE(type)???_TYPE_BUF_SIZE(type)?
char??buf[TYPE_BUF_SIZE(INT_MAX)];?
?????-->??char??buf[_TYPE_BUF_SIZE(0x7fffffff)];?
?????-->??char??buf[sizeof?"0x7fffffff"];?
這里相當(dāng)于：?
char??buf[11];?
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總結(jié)
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