C语言：对于宏的一些概念及技巧

一、前言

  宏在C语言中是一段有名称的代码段，在程序编译过程中，会将宏的内容被这段代码进行替换，常常用于定义一些常量、函数、代码块等，由于近年来发现许多公司进行面试时对于宏的面试题尤为多，故本文将对C语言中的宏的结构、使用以及注意事项进行详细介绍，有想法的小伙伴还可以在此基础上继续深入研究。

二、宏的基本结构

宏的基本结构如下：

例如：

#define  PI   3.1415         
#define  number  50         
#define  MAX(x , y ) ((x)>(y)?(x):(y)) 
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三、宏的基本使用

1、不携带参数的宏的定义

格式：
#define   宏名     表达式
例如：
#define    PI    3.1415  //程序在预处理阶段会将PI替换为3.1415
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注意事项：

（1）宏定义实质只进行替换，不进行计算
（2）宏名之后的表达式可以是常数、条件语句、函数等，预处理程序对它不做任何检查，程序在编译时才对宏替换的内容进行检查
（3）宏定义不是说明或语句，在行末不需要添加分号，如果用户在行末添加分号，则连分号一起进行替换
例如：
#define   PI   3.1415   //将PI替换为“3.1415”
#define   PI   3.1415;   //将PI替换为“3.1415;”
（4）宏定义存在于全局，其作用域为全局作用域
例如：
xxx.c：
#include “stdio.h”
#include “stdlib.h”
#define  PI   3.1415   //该宏存在于全局
int main()
{
printf(“PI=%f\n”,PI);
}
（5）宏定义允许发生嵌套，即一个宏可以使用另外一个已经存在的宏
格式：
#define   number   50 ;  
#define   sum      number*50  ; //宏的嵌套，将number替换成50，将sum替换成number*50

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2、携带参数的宏的定义

定义：
#define    宏名（参数1，参数2，.....）    表达式
调用：
宏名（实参1，实参2，...........）

例如：
定义：
#define   getMax(a,b)  a>b？a:b  //将getMax(a,b)替换成a>b?a:b的结果
调用：
int  num=getMax(10,20)  ;//调用之后getMax(10,20)返回最大值20
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注意事项：

（1）考虑优先级问题，即如果宏定义中的表达式涉及运算符的优先级问题，需要用户及时考虑

第一种：考虑表达式中涉及优先级问题

例如：

代码如下：
#define   getSum(a,b)   a*b   
int  result1=getSum(40,20) ;
int  result2 =getSum(10+30,20);
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运行结果如下：

通过上面代码发现，最终计算的结果不一致，下面来分析一下原因：

1）
#define   getSum(a,b)   a*b
int  result1=getSum(40,20) ; //目标是计算40*20的结果，编译器在执行时，将a替换为40，将b替换为20，故a*b的值为40*20，即800
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2）
#define   getSum(a,b)   a*b
int  result2 =getSum(10+30,20);//目标是计算（10+30）*20的结果，但是编译器在执行时，将a替换为10+30，将b替换为20，这时候a*b的值为10+30*20，即考虑优先级先执行乘法运算，再执行加法运算，所以结果为610
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总结：

  通过以上1）和2）两点，我们如何进行修改才能达到最初的目标40*20=800的结果？

修改如下：

代码：
#define    getMax(a,b)    (a) *b
int result1=getMax(10+30,20)  //计算结果：(10+30)*20=800
int result2=getMax(40,20)     //计算结果：(40)*20=800
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运算结果：

第二种：考虑宏替换返回结果后涉及优先级问题

例如：

代码：
#define   getSum(a,b)   a+b   
int  result1=getSum(40,20)*3 ;//目标是计算（40+20）*3=180
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运算结果：

通过上面代码发现，最终计算的结果是100，而不是180，下面来分析一下原因：
#define   getSum(a,b)   a+b   
int  result1=getSum(40,20)*3 ;//编译器在执行时，将a替换为40，将b替换为20，这时候result1=40+20*3，即先执行20*3=60，再执行40+60=100
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总结：

  通过上面代码，我们如何实现最初的目标（40+20）*3=180？

修改如下：

#define    getSum(a,b)   (a+b)
int result1=getSum(40,20)*3  //计算结果：（40+20）*3=180
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运行结果：

（2）带参数的宏与函数的区别
1）宏比函数的运算速度快

使用宏：

使用函数：

2）宏不需要执行形参类型，而函数需要指定形参类型

例如：
宏：
#define  getMax(a,b)   a>b?a:b   //a和b没有指定类型
函数：
void function(int a, int b);          //a和b需要指定类型
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3）宏不能够进行调试（因为宏替换工作是在预处理阶段）
4）宏不能实现递归
5）预处理符号“#”，如果设置一个表示将宏参数转为字符串，也通常被称为字符串转化运算符；如果设置两个表示将两个宏参数进行连接，称为连接运算符

一个“#”格式：
#define   get_Str(x)    #x       //参数x将转换为字符串进行输出
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两个“#”格式：
#define    get_str(a,b)    a##b    //将参数a和b进行连接后返回
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