宏定義#define的用法

 #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。下面將分別對基本用法和特殊做詳細介紹。

一、#define的基本用法

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符串，該標識符被稱為宏名，被定義的字符串稱為替換文本。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)   無參數宏定義：
#define   <宏名>　　<字符串>
例：    #define PI 3.1415926
注意幾個錯誤的用法：
       #define NAME "zhangyuncong"
       #define 0x abcd
       #define NAME "zhang
       #define NAME "zhangyuncong"
四個題答案都是否定的。 
第一個，""內的東西不會被宏替換。這一點應該大都知道。 
第二個，宏定義前面的那個必須是合法的用戶標識符 
第三個，宏定義也不是說后面東西隨便寫，不能把字符串的兩個""拆開。 
第四個：只替換標識符，不替換別的東西
注意：
1）不替換程序中字符串里的東西。 
2）第一位置只能是合法的標識符（可以是關鍵字） 
3）第二位置如果有字符串，必須把""配對。 
4）只替換與第一位置完全相同的標識符
也就是說，這種情況下記住：#define 第一位置 第二位置 
(2) 帶參數的宏定義
 #define   <宏名> (<參數表>)   <宏體>
    例： #define   A(x) x
則遇到MAX(1+2,value)則會把它替換成： 
((1+2)>(value)?(1+2):(value)) 
注意事項和無參宏着不多。
一個標識符被宏定義后，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符串替換，這稱為宏替換，替換后才進行編譯，宏替換是簡單的替換。
還有就是老生常談的話：記住這是簡單的替換而已，不要在中間計算結果，一定要替換出表達式之后再算。
（3）用於條件編譯：（常用形式） #ifndef _AAA_H #define _AAA_H //c/c++代碼 #endif
在大規模的開發過程中，特別是跨平台和系統的軟件里，define最重要的功能是條件編譯。就是：
#ifdef WINDOWS
......
......
#endif
#ifdef LINUX
......
......
#endif
可以在編譯的時候通過#define設置編譯環境
（4）如何定義宏、取消宏
//定義宏
#define [MacroName] [MacroValue]
//取消宏
#undef [MacroName]
普通宏
#define PI (3.1415926)
帶參數的宏
#define max(a,b) ((a)>(b)? (a),(b))
關鍵是十分容易產生錯誤，包括機器和人理解上的差異等等。
（5）條件編譯
#ifdef XXX…(#else) …#endif
例如 #ifdef DV22_AUX_INPUT
#define AUX_MODE 3
#else
#define AUY_MODE 3
＃endif
#ifndef XXX … (#else) … #endif
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：
             (預處理)                    (編譯)               (匯編)                       (鏈接）
源程序------------>修改后的源程序------------->匯編程序----------->可重定位的目標程序------------->可執行目標程序
其中預處理器產生編譯器的輸入，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等編譯命令及其后的條件，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符串為一個表達式時，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：在此程序中存在着宏定義命令，宏N代表的字符串是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，然什么結后在程序中計算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符串，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，所以對該程序展開后的結果是a=2+2*2+2，計算后=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)又會怎么樣呢？又錯了，還是忘了遵循先替換再計算的規則了，這道題替換后會變為 (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，那應該怎么呢？解決方法是在整個宏體上再加一個括號，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，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符串，不要自作主張地添加任何其他符號，完全展開后再進行相應的計算，就不會寫錯運行結果。在編程使用宏替換時，當字符串中不只一個符號時，加上括號表現出優先級，如果是帶參數的宏定義，則要給宏體中的每個參數加上括號，並在整個宏體上再加一個括號。
二、define中的三個特殊符號：#，##，#@

#define Conn(x,y) x##y

#define ToChar(x) #@x

#define ToString(x) #x

x##y表示什么？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";
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);結果就錯了;
但是如果你的參數超過四個字符，編譯器就給給你報錯了！error C2015: too many characters in constant   ：P
最后看看#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";