㈠ c語言的宏定義問題
一.
#define是C語言中提供的宏定義命令,其主要目的是為程序員在編程時提供一定的方便,並能在一定程度上提高程序的運行效率,但學生在學習時往往不能理解該命令的本質,總是在此處產生一些困惑,在編程時誤用該命令,使得程序的運行與預期的目的不一致,或者在讀別人寫的程序時,把運行結果理解錯誤,這對 C語言的學習很不利。
1#define命令剖析
1.1 #define的概念
#define命令是C語言中的一個宏定義命令,它用來將一個標識符定義為一個字元串,該標識符被稱為宏名,被定義的字元串稱為替換文本。
該命令有兩種格式:一種是簡單的宏定義,另一種是帶參數的宏定義。
(1) 簡單的宏定義:
#define <宏名><字元串>
例: #define PI 3.1415926
(2) 帶參數的宏定義
#define <宏名> (<參數表>) <宏體>
例: #define A(x) x
一個標識符被宏定義後,該標識符便是一個宏名。這時,在程序中出現的是宏名,在該程序被編譯前,先將宏名用被定義的字元串替換,這稱為宏替換,替換後才進行編譯,宏替換是簡單的替換。
1.2 宏替換發生的時機
為了能夠真正理解#define的作用,讓我們來了解一下對C語言源程序的處理過程。當我們在一個集成的開發環境如Turbo C中將編寫好的源程序進行編譯時,實際經過了預處理、編譯、匯編和連接幾個過程,見圖1。
源程序
預處理器
修改後的源程序
編譯器
匯編程序
匯編器
可重定位的目標程序
連接器
可執行的目標程序
圖1C語言的編譯過程
其中預處理器產生編譯器的輸出,它實現以下的功能:
(1) 文件包含
可以把源程序中的#include 擴展為文件正文,即把包含的.h文件找到並展開到#include 所在處。
(2) 條件編譯
預處理器根據#if和#ifdef等編譯命令及其後的條件,將源程序中的某部分包含進來或排除在外,通常把排除在外的語句轉換成空行。
(3) 宏展開
預處理器將源程序文件中出現的對宏的引用展開成相應的宏 定義,即本文所說的#define的功能,由預處理器來完成。
經過預處理器處理的源程序與之前的源程序有所有不同,在這個階段所進行的工作只是純粹的替換與展開,沒有任何計算功能,所以在學習#define命令時只要能真正理解這一點,這樣才不會對此命令引起誤解並誤用。
2#define使用中的常見問題解析
2.1 簡單宏定義使用中出現的問題
在簡單宏定義的使用中,當替換文本所表示的字元串為一個表達式時,容易引起誤解和誤用。如下例:
例1 #define N 2+2
void main()
{
int a=N*N;
printf(「%d」,a);
}
(1) 出現問題:在此程序中存在著宏定義命令,宏N代表的字元串是2+2,在程序中有對宏N的使用,一般同學在讀該程序時,容易產生的問題是先求解N為2+2=4,然後在程序中計算a時使用乘法,即N*N=4*4=16,其實該題的結果為8,為什麼結果有這么大的偏差?
(2)問題解析:如1節所述,宏展開是在預處理階段完成的,這個階段把替換文本只是看作一個字元串,並不會有任何的計算發生,在展開時是在宏N出現的地方只是簡單地使用串2+2來代替N,並不會增添任何的符號,所以對該程序展開後的結果是a=2+2*2+2,計算後=8,這就是宏替換的實質,如何寫程序才能完成結果為16的運算呢?
(3)解決辦法:將宏定義寫成如下形式
#define N (2+2)
這樣就可替換成(2+2)*(2+2)=16
2.2 帶參數的宏定義出現的問題
在帶參數的宏定義的使用中,極易引起誤解。例如我們需要做個宏替換能求任何數的平方,這就需要使用參數,以便在程序中用實際參數來替換宏定義中的參數。一般學生容易寫成如下形式:
#define area(x) x*x
這在使用中是很容易出現問題的,看如下的程序
void main()
{
int y=area(2+2);
printf(「%d」,y);
}
按理說給的參數是2+2,所得的結果應該為4*4=16,但是錯了,因為該程序的實際結果為8,仍然是沒能遵循純粹的簡單替換的規則,又是先計算再替換了,在這道程序里,2+2即為area宏中的參數,應該由它來替換宏定義中的x,即替換成2+2*2+2=8了。那如果遵循(1)中的解決辦法,把2+2 括起來,即把宏體中的x括起來,是否可以呢?#define area(x) (x)*(x),對於area(2+2),替換為(2+2)*(2+2)=16,可以解決,但是對於area(2+2)/area(2+2)又會怎麼樣呢,有的學生一看到這道題馬上給出結果,因為分子分母一樣,又錯了,還是忘了遵循先替換再計算的規則了,這道題替換後會變為 (2+2)*(2+2)/(2+2)*(2+2)即4*4/4*4按照乘除運算規則,結果為16/4*4=4*4=16,那應該怎麼呢?解決方法是在整個宏體上再加一個括弧,即#define area(x) ((x)*(x)),不要覺得這沒必要,沒有它,是不行的。
要想能夠真正使用好宏定義,那麼在讀別人的程序時,一定要記住先將程序中對宏的使用全部替換成它所代表的字元串,不要自作主張地添加任何其他符號,完全展開後再進行相應的計算,就不會寫錯運行結果。如果是自己編程使用宏替換,則在使用簡單宏定義時,當字元串中不只一個符號時,加上括弧表現出優先順序,如果是帶參數的宏定義,則要給宏體中的每個參數加上括弧,並在整個宏體上再加一個括弧。看到這里,不禁要問,用宏定義這么麻煩,這么容易出錯,可不可以摒棄它,那讓我們來看一下在C語言中用宏定義的好處吧。
3 宏定義的優點
(1) 方便程序的修改
使用簡單宏定義可用宏代替一個在程序中經常使用的常量,這樣在將該常量改變時,不用對整個程序進行修改,只修改宏定義的字元串即可,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。我們所說的常量改變不是在程序運行期間改變,而是在編程期間的修改,舉一個大家比較熟悉的例子,圓周率π是在數學上常用的一個值,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,那麼需要確定一個數值,在本次運行中不改變,但也許後來發現程序所表現的精度有變化,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,既減少了輸入又便於修改,何樂而不為呢?
(2) 提高程序的運行效率
使用帶參數的宏定義可完成函數調用的功能,又能減少系統開銷,提高運行效率。正如C語言中所講,函數的使用可以使程序更加模塊化,便於組織,而且可重復利用,但在發生函數調用時,需要保留調用函數的現場,以便子函數執行結束後能返回繼續執行,同樣在子函數執行完後要恢復調用函數的現場,這都需要一定的時間,如果子函數執行的操作比較多,這種轉換時間開銷可以忽略,但如果子函數完成的功能比較少,甚至於只完成一點操作,如一個乘法語句的操作,則這部分轉換開銷就相對較大了,但使用帶參數的宏定義就不會出現這個問題,因為它是在預處理階段即進行了宏展開,在執行時不需要轉換,即在當地執行。宏定義可完成簡單的操作,但復雜的操作還是要由函數調用來完成,而且宏定義所佔用的目標代碼空間相對較大。所以在使用時要依據具體情況來決定是否使用宏定義。
4 結語
本文對C語言中宏定義#define在使用時容易出現的問題進行了解析,並從C源程序處理過程的角度對#define的處理進行了分析,也對它的優點進行了闡述。只要能夠理解宏展開的規則,掌握使用宏定義時,是在預處理階段對源程序進行替換,只是用對應的字元串替換程序中出現的宏名,這樣就可在正確使用的基礎上充分享受使用宏定義帶來的方便和效率了
二.
最近看com相關的資料,看到CCmdTarget實現com介面的時候,去讀了一些宏的定義,在afxdisp.h頭文件中
#define BEGIN_INTERFACE_PART(localClass, baseClass) /
class X##localClass : public baseClass /
本來這個宏定義很容易理解的,但是這里多出個X##,我真沒見過這種用法,不曉得它是什麼用意。
後來問了幾個朋友也都不知道。
你知道么?
也許你也不知道~呵呵,最後我還是找到了相關的資料,解讀了這個define,還順便認識了另外兩個不常用的define
#define Conn(x,y) x##y
#define ToChar(x) #@x
#define ToString(x) #x
x##y表示什麼?表示x連接y,舉例說:
int n = Conn(123,456); 結果就是n=123456;
char* str = Conn("asdf", "adf")結果就是 str = "asdfadf";
怎麼樣,很神奇吧
再來看#@x,其實就是給x加上單引號,結果返回是一個const char。舉例說:
char a = ToChar(1);結果就是a='1';
做個越界試驗char a = ToChar(123);結果是a='3';
但是如果你的參數超過四個字元,編譯器就給給你報錯了!error C2015: too many characters in constant :P
最後看看#x,估計你也明白了,他是給x加雙引號
char* str = ToString(123132);就成了str="123132";
最後留幾個小試驗給大家去測測:
#define Dec(x,y) (x-y)
int n = Dec( A(123,1), 1230);
n = Conn(123, Conn(123,332) );
char* str = A("12", ToString( Dec(3,1));
結果會如何呢? 嘿嘿嘿嘿~
define的多行定義
define可以替代多行的代碼,例如MFC中的宏定義(非常的經典,雖然讓人看了惡心)
#define MACRO(arg1, arg2) do { /
/* declarations */ /
stmt1; /
stmt2; /
/* ... */ /
} while(0) /* (no trailing ; ) */
關鍵是要在每一個換行的時候加上一個"/" 至此,一個基本的define框架基本完成,我們可以解讀大部分的define代碼了。我們也可以說,define不過就是一個簡單的代碼替換的一種體制而已,沒有什麼神秘的東西。
三.
#define xxx() {}
標准C支持的
#define xxx() ({})
GCC新增的功能,主要為了防止宏展開出現問題,默認展開時是要加上一個;的,容易出問題。
CODE:
#define A(a,b,c) ({a=1;b+=1;c=3;a+b+c;})
#include <stdio.h>
int main()
{
int a;
int b=1;
int c;
int d;
d=A(a,b,c);
printf("%d,%d,%d,%d/n",a,b,c,d);
return 0;
}
表示該宏函數還有返回值,最後一個式子的返回值作為宏函數的返回值。
運行結果:
1,2,3,6
㈡ C語言中,宏替換的替換規則
簡單來說:宏定義又稱為宏代換、宏替換,簡稱「宏」。宏替換是C/C++的預處理中的一部分,在C++標准中有4條規則來定義替換。
規則1:實參替換。
本條規則描述帶參數的宏的替換過程。
對於宏定義中的形參,在替換列表中,如果不是作為#或##的操作數,那麼將對應實參完全
展開(相當於對實參進行求值),然後將替換列表中的形參替換掉.如果是#或##的操作數,
那麼不進行替換。
規則2:多次掃描。
在所有的形參替換為實參後,對結果進行再次掃描,如果發現還有可替換的宏,則進行替換,
否則中止。
規則3:遞歸替換抑制。
如果在替換列表中發現當前正在展開的宏的名字,那麼這里不進行替換.更進一步,在嵌套
的替換過程中發現已經替換過的宏的名字,則不進行替換。
規則4:遞歸預處理抑制。
如果替換後的結果形成預處理指令,則不執行這條預處理指令。
看幾個C++標准中的例子:
#define x 3
#define f(a) f(x * (a))
#undef x
#define x 2
#define g f
#define z z[0]
#define h g(~
#define m(a) a(w)
#define w 0,1
#define t(a) a
f(y+1) + f(f(z)) % t(t(g)(0) + t)(1);
g(x+(3,4)-w) | h 5) & m(f)^m(m);
其結果分別是
f(2 * (y+1)) + f(2 * (f(2 * (z[0])))) % f(2 * (0)) + t(1);
f(2 * (2+(3,4)-0,1)) | f(2 * ( ~ 5)) & f(2 * (0,1))^m(0,1);
對於第一個,主要在於t(t(g)(0) + t)(1)的展開。
容易計算出最外層的t的實參是f(2 * (0)) + t,而作為t的參數傳入時其中的t是
正在被展開的宏,所以根據規則3,不對這個t進行處理,保持不變,得到f(2 * (0)) + t(1)。
對於第二個,h 5)被替換為g(~5),應用規則2,被替換為f(2 * ( ~ 5))。
而m(m)首先被替換為m(w),然後應用規則2再次進行替換,但是m已經是替換過的了,所以保持
不變,只對w進行替換。
#define str(s) # s
#define xstr(s) str(s)
#define debug(s, t) printf("x" # s "= %d, x" # t "= %s",
x ## s, x ## t)
#define INCFILE(n) vers ## n /* from previous #include example */
#define glue(a, b) a ## b
#define xglue(a, b) glue(a, b)
#define HIGHLOW "hello"
#define LOW LOW ", world"
debug(1, 2);
fputs(str(strncmp("abc d", "abc", 』4』) /* this goes away */
== 0) str(: @ ), s);
#include xstr(INCFILE(2).h)
glue(HIGH, LOW);
xglue(HIGH, LOW)
其結果分別是
printf("x" "1" "= %d, x" "2" "= %s", x1, x2);
fputs("strncmp("abc\0d", "abc", 』\4』) = = 0" ": @ ", s);
#include "vers2.h"
"hello";
"hello" ", world"
關鍵是glue和xglue.
對於glue(HIGH, LOW),首先有一個規則1的抑制,得到HIGHLOW;的結果,然後二次掃描,得到
"hello";
對於xglue(HIGH, LOW)沒有抑制效果,所以對參數求值,分別得到HIGH和LOW ", world",即
glue(HIGH, LOW ", world")。
然後進行連接操作得到HIGHLOW ", world",最後再掃描一次得到"hello" ", world"
如果考慮字元串的自然的連接,就可以得到"hello, world"了。
(2)c語言宏替換文本擴展閱讀
宏語言是一類編程語言,其全部或多數計算是由擴展宏完成的。宏語言並未在通用編程中廣泛使用,但在文本處理程序中應用普遍。例如, C preprocessor C預處理器Internet Macros(iOpus) M4(如前所述,源於AT&T,捆綁於Unix)
宏定義
c程序提供的預處理功能之一。包括帶參數的宏定義和不帶參數的宏定義。具體是指用一個指定的標志符來進行簡單的字元串替換或者進行闡述替換。形式為:
#define標志符[(參數表)] 字元串
宏名
在上定義中的標志符被稱為「宏名」。
宏展開
在c程序編譯時將宏名替換成字元串的過程稱為「宏展開」。
宏語言是一類編程語言,其全部或多數計算是由擴展宏完成的。宏語言並未在通用編程中廣泛使用, 但在文本處理程序中應用普遍。例如,
C preprocessorC 預處理器
Internet Macros(iOpus)
M4(如前所述,源於AT&T,捆綁於Unix)
㈢ C語言宏替換
應該看C語言教材書上的內容,那裡講的會比較詳細.
宏替換就是文本替換,注意以下程序段:
#include <stdio.h>
#define MAX 5
int main(void)
{
int a[MAX];
int i;
for (i=0;i<MAX;i++) scanf("%d",&a[i]);
return 0;
}
這個程序定義了一個自定義宏MAX,它的替換文字是5,在程序開始編譯之前,馳處理器會完成宏替換的操作,將這個程序文件中的所以MAX都替換成5,然後編譯器再執行編譯.
㈣ C語言編譯系統對宏替換的處理是在什麼時候進行的
是正式工作開始之前的准備工作,所以宏替換是在對程序編譯之前進行的。
宏替換是C/C++的預處理中的一部分,對於宏定義中的形參,在替換列表中,如果不是作為#或##的操作數,那麼將對應實參完全展開(相當於對實參進行求值),然後將替換列表中的形參替換掉,如果是#或##的操作數。
(4)c語言宏替換文本擴展閱讀:
宏的用途在於自動化頻繁使用的序列或者是獲得一種更強大的抽象能力。
計算機語言如C語言或匯編語言有簡單的宏系統,由編譯器或匯編器的預處理器實現。C語言的宏預處理器的工作只是簡單的文本搜索和替換,使用附加的文本處理語言如M4,C程序員可以獲得更精巧的宏。
宏的行為如同是函數對自身程序文本的變形,並且可以應用全部語言來表達這種變形。一個C宏可以定義一段語法的替換,然而一個Lisp的宏卻可以控制一節代碼的計算。
㈤ 問一下關於C語言的宏
簡單的宏定義有如下格式:
[#define指令(簡單的宏)]#define 標識符替換列表
替換列表是一系列的C語言記號,包括標識符、關鍵字、數、字元常量、字元串字面量、運算符和標點符號。當預處理器遇到一個宏定義時,會做一個 「標識符」代表「替換列表」的記錄。在文件後面的內容中,不管標識符在任何位置出現,預處理器都會用替換列表代替它。
㈥ C語言 define 帶參數的宏替換
樓主 來看看 gcc 預處理命令得到的結果吧 結果是 把整型3 強制轉換為 void 類型的 一個表達式
把3 去掉編譯就報錯了
㈦ c語言宏替換
定義宏是,一般建議用括弧括起來。我們來看兩個例子:
例子一:
#defineNm+1
如果代碼裡面我們寫
N*N
想像看會變成什麼
m+1*m+1
也就是 1 + 2 * m 這可能不是你需要的。
例子二 : 如果我們用括弧括起來
#defineN(m+1)
同樣的
N*N
這時候會替換 成
(m+1)*(m+1)
這樣的結果才是對的。
回過頭來看看你的代碼, 你 需要 把 宏 括起來
#include<iostream.h>
#defineN(2)//這里括起來不括起來沒區別;但如果你寫成#defineN1+1就可能造成區別的,所以一般宏定義建議加個括弧。
#defineM(N+1)
#defineNUM(2*M+1)
intmain(){
for(inti=1;i<=NUM;++i)
cout<<i;
}
㈧ C語言中怎樣修改宏定義呢
什麼意思?是在定義宏後的程序代碼中改,還是在編輯宏定義的時候該?
如果是前者,宏定義是在預編譯時是就決定的,在程序運行時是不能改的;如果是後者,直接改就行了。
㈨ C語言:(1)宏替換有數據類型的限制嗎(2)宏調用筆函數調用耗費時間嗎
(1)沒有類型限制,宏替換只是單純代碼文本的替換,不會檢測類型。
(2)所謂「宏調用」實際上是在編譯階段將代碼替換,在編譯完成之後,程序執行時,不存在宏調用的步驟,函數調用是在程序執行時實際調用的,兩者沒有可比性。