#define 宏定义看这一篇文章就够了

        前言：在c/c++学习的过程中，宏定义（#define）是作为初学者学习到的为数不多的预处理指令，在学习的时候我们被告知他可以帮助我们更高效的写程序，可以增加程序的可读性，但宏定义（#define）的功能还远远不如此，比如他还可以被当做函数一样使用，宏定义甚至能做许多函数做不到的事情，本文笔者就给大家详细解析宏定义背后的奥秘世界

目录

① 宏定义（#define）是什么

例外

② 常用宏定义用法 

③ 续行操作

④ #define 定义宏

宏内部的隐患

宏外部的隐患

⑤ #define 替换规则

⑥ 带副作用的宏参数

⑦ 宏与函数的相似

# 的使用

## 的使用

⑧ 宏与函数的区别

宏的缺点：

总结

① 宏定义（#define）是什么

        #define 可以将一对文本进行替换，在编译器读到需要被替换的文本的时候，会将这些文本全部替换成我们给定的文本，这样说还是有点抽象，我们拿一段示例在演示说明

#define A 100
#define B 200
int main()
{
	int C = 0;
	C = A + B;
	printf("C = %d\n", C);
 
	return 0;
}

        在这里，我们将 “A”和“B” 分别使用宏定义，定义为 100和200，在以后的语句中，一旦编译器读取到 “A”和“B” 就会直接将该位置的 “A”和“B” 替换为对应的数字文本，因此 “C” 的最后值为 300

例外

        但需要注意，这里的替换文本是不包含在字符串内部的，也就是说，我们要替换的文本必须的一段完整的，他不能是一段字符串的一部分，我们还是用示例来说明一下

#define A 100
#define B 200
int main()
{
 
	int C = 0;
	C = A + B;
	printf("C = %d\n", C);
 
	int ABC = 0;
	char arr[] = "ABD";
	printf("ABC=%d\n", ABC);
	printf("arr=%s\n", arr);
 
	return 0;
}

        我们在刚才的代码后再加一段，定义一个整形变量 ABC，定义一个字符数组 arr （内容是“ABC”） ，我们试着运行一下会发现，对于一个完整的变量或者字符串，假如他的内部的一部分字符是我们宏定义的对象的话，他是不会进行文本替换操作的

        正如这里的 ABC 变量，他并没有被替换为 “100200C”，后面的字符数组也是，它并没有被替换为 “100200C”

② 常用宏定义用法 

        宏定义的内容是多种多样的，可以是数字可以是字符，可以是变量，可以是遇见，也可以是函数，以下给出一些宏定义使用方法和示例

#define MAX 1000               // MAX 的大小定义为 1000
#define reg register           //为 register这个关键字，创建一个简短的名字
#define do_forever for(;;)     //用更形象的符号来替换一种实现
#define CASE break;case        //在写case语句的时候自动把 break写上

• 前面俩种就是很简单的文本替换，在前文中已经进行了讲解，这里就不再继续赘述
• 对于第三种，一般在实际中没有什么意义，当编译器读取到 do_forever 的时候，就直接替换为 for(;;) 相当于写了个一直不会停止的 for 循环，程序就会进入死循环

我们重点来看最后一个，我们先写出一个普通的 switch语句：

int main()
{
	int i = 0;
	scanf("%d", &i);
	switch (i)
	{
	case 1:
		printf("%d\n", i);
		break;
	case 2:
		printf("%d\n", i);
		break;
	case 3:
		printf("%d\n", i);
		break;
	case 4:
		printf("%d\n", i);
		break;
	}
	return 0;
}

在加入宏定义后

#define CASE break;case        //在写case语句的时候自动把 break写上

int main()
{
	int i = 0;
	scanf("%d", &i);
	switch (i)
	{
	case 1:
		printf("%d\n", i);
	CASE 2:
		printf("%d\n", i);
	CASE 3:
		printf("%d\n", i);
	CASE 4:
		printf("%d\n", i);
	}
	return 0;
}

         每一个大写的 CASE 语句都相当于为上一个 case 自动补写了个 break，因此整个程序除了第一个 case 以外其余的全部用宏定义进行替换，我们就可以省去写 break 的步骤，但是达到同样的目的

③ 续行操作

        我们知道，我们写的宏定义（#define）是一行一行的，前面是宏定义，中间是被替换的文本，最后是替换后的文本，但假如我们写了个宏定义，非常的长，一行根本写不下怎么办呢，这就需要使用续行操作符了

// 如果定义的 stuff过长，可以分成几行写，除了最后一行外，每行的后面都加一个反斜杠(续行符)。
#define DEBUG_PRINT printf("file:%s\tline:%d\t \
                          date:%s\ttime:%s\n" ,\
                          __FILE__,__LINE__ ,  \
                          __DATE__,__TIME__ )

④ #define 定义宏

#define 机制包括了一个规定，允许吧参数替换到文本中，这种实现通常被称为宏（macro）和定义宏（define macro），一下是宏的申明方式：

#define name （parament-list） stuff

其中的 parament-list 是一个由逗号隔开的符号表，它们可能出现在 stuff 中

• 参数列表的左括号必须与name紧邻
• 如果两者之间有任何空白存在，参数列表就会被解释为stuff的一部分

宏内部的隐患

 以下面的代码举例：

#define SQUARE( x ) x * x

int a = 5;
printf("%d\n" ,SQUARE( a + 1) );

结果非常的出人意料啊，按道理来说我们计算 5+1 的平方应该是 36 啊，为什么会输出 11 呢？ 

        我们还是从宏定义的本质上来看，宏定义是替换文本，那我们试着替换一下，替换文本时，参数 x 被替换成 a + 1,所以这条语句实际上变成了：

printf ("%d\n",a + 1 * a + 1 ) 

因为乘号的优先级更大，所以运行的结果就是 5+1*5+1 ，也就是 11  

其实要避免这样的问题也很简单，我们在宏定义内容中加上括号就好了

#define SQUARE(x) (x) * (x)

 我们再试着运行一下：

宏外部的隐患

刚才我们出现的问题是来自于宏定义内部的问题，那如果是外部呢？我们还是给出一个宏定义：

#define DOUBLE(x) (x) + (x)

        吸取了刚才的教训，我们提前在内容中加上了括号，我们试着运行下面的代码，看看会输出什么样的结果

int a = 5;
printf("%d\n" ,10 * DOUBLE(a));

大家可以思考思考会是何种输出：

• A. 100
• B. 55

我们试着运行一下，结果还是和我们预期的不同：

对于这样的情况，我们给整个宏定义一个括号就可以解决问题了

#define DOUBLE(x) ((x) + (x))

⑤ #define 替换规则

通过以上的学习了解，我们可以大概总结如下：

在程序中扩展 #define 定义符号和宏时，需要涉及几个步骤

1. 在调用宏时，首先对参数进行检查，看看是否包含任何由 #define 定义的符号。如果是，它们首先被替换
2.  替换文本随后被插入到程序中原来文本的位置。对于宏，参数名被他们的值所替换
3. 最后，再次对结果文件进行扫描，看看它是否包含任何由 #define 定义的符号。如果是，就重复上述处理过程

另外需注意：

1. 宏参数和 #define 定义中可以出现其他 #define 定义的符号。但是对于宏，不能出现递归
2. 当预处理器搜索 #define 定义的符号的时候，字符串常量的内容并不被搜索 

⑥ 带副作用的宏参数

x+1;//不带副作用
x++;//带有副作用

#define MAX(a, b) ( (a) > (b) ? (a) : (b) )
 
x = 5;
y = 8;
z = MAX(x++, y++);
printf("x=%d y=%d z=%d\n", x, y, z);//输出的结果是什么？

z = ( (x++) > (y++) ? (x++) : (y++));

x=6 y=10 z=9

⑦ 宏与函数的相似

        经过上述的讲解后，笔者相信大家对宏定义应该都有了很深刻的理解，接下里我们来探讨探讨宏定义和函数的关系，如下面的代码，我们能给宏传参，能输出结果，我们可以很明确的感受到一种函数的感觉

#define PRINT(FORMAT, VALUE)\
		printf("the value is "FORMAT"\n", VALUE);

	PRINT("%d", 10);

# 的使用

 我们这里还有更高级的用法：使用 “#” 可以将宏的参数变为对应的字符串

#define PRINT(FORMAT, VALUE)\
		printf("the value of " #VALUE " is "FORMAT "\n", VALUE);

	int i = 10;
	PRINT("%d", i+3);

## 的使用

## 可以把位于它两边的符号合成一个符号，它允许宏定义从分离的文本片段创建标识符

#define ADD_TO_SUM(num, value)\
		sum##num += value;

ADD_TO_SUM(5, 10);//作用是：给sum5增加10.

 注意：这样的连接必须产生一个合法的标识符，否则其结果就是未定义的

⑧ 宏与函数的区别

宏通常被应用于执行简单的运算，比如在两个数中找出较大的一个：

#define MAX(a, b) ((a)>(b)?(a):(b))

总结

本次分享就到此为止了，如有不不同观点，欢迎评论区讨论交流，感谢您的支持，码文不易，给个三连支持吧