c語言中define的用法

　　C語言是計算機軟件領(lǐng)域非常經(jīng)典的編程語言,unix、linux等眾多操作系統(tǒng)均是由C語言編寫而成。而在硬件控制、底層驅(qū)動等應用領(lǐng)域,C語言更是具有不可替代的作用。下面小編就跟你們詳細介紹下c語言中define的用法，希望對你們有用。

　　c語言中define的用法如下：

　　#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，并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(zhì)，總是在此處產(chǎn)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(jié)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(shù)的宏定義。

　　(1) 簡單的宏定義：

　　#define <宏名>　　<字符串>

　　例： #define PI 3.1415926

　　(2) 帶參數(shù)的宏定義

　　#define <宏名> (<參數(shù)表>) <宏體>

　　例： #define A(x) x

　　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(xiàn)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。

　　1.2 宏替換發(fā)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(fā)環(huán)境如Turbo C中將編寫好的源程序進行編譯時，實際經(jīng)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后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(zhí)行的目標程序圖1　C語言的編譯過程

　　其中預處理器產(chǎn)生編譯器的輸出，它實現(xiàn)以下的功能：

　?。?） 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文件找到并展開到#include 所在處。

　?。?） 條件編譯

　　預處理器根據(jù)#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(zhuǎn)換成空行。

　?。?） 宏展開

　　預處理器將源程序文件中出現(xiàn)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(jīng)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并誤用。

　　2　#define使用中的常見問題解析

　　2.1 簡單宏定義使用中出現(xiàn)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(xiàn)問題：在此程序中存在著宏定義命令，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(chǎn)生的問題是先求解N為2＋2＝4，然后在程序中計算a時使用乘法，即N*N=4*4=16,其實該題的結(jié)果為8，為什么結(jié)果有這么大的偏差?

　　(2)問題解析：如1節(jié)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，并不會有任何的計算發(fā)生，在展開時是在宏N出現(xiàn)的地方 只是簡單地使用串2＋2來代替N，并不會增添任何的符號，所以對該程序展開后的結(jié)果是a=2+2*2+2，計算后=8，這就是宏替換的實質(zhì)，如何寫程序才 能完成結(jié)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(shù)的宏定義出現(xiàn)的問題

　　在帶參數(shù)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(shù)的平方，這就需要使用參數(shù)，以便在程序中用實際參數(shù)來替換宏定義中的參數(shù)。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(xiàn)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(shù)是2+2，所得的結(jié)果應該為4*4=16，但是錯了，因為該程序的實際結(jié)果為8，仍然是沒能遵循純粹的簡單替換的規(guī)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(shù)，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)，對于area(2+2)，替換為(2+2)*(2+2)=16，可以解決，但是對于area(2+2)/area(2+2)又會怎么樣 呢，有的學生一看到這道題馬上給出結(jié)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(guī)則了，這道題替換后會變?yōu)?(2+2)*(2+2)/(2+2)*(2+2)即4*4/4*4按照乘除運算規(guī)則，結(jié)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，那么在讀別人的程序時，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(jié)果。如果是自己編程使用宏替換，則在使用簡單宏定義時，當字符串中不只一個符號時，加上括號表現(xiàn)出優(yōu)先級，如果是 帶參數(shù)的宏定義，則要給宏體中的每個參數(shù)加上括號，并在整個宏體上再加一個括號?？吹竭@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(yōu)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(jīng)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，只修改宏定義的字符串即可，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(shù)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，那么需要確定一個數(shù)值，在本次運行中不改變，但也許后來發(fā)現(xiàn)程序所表現(xiàn)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(guān)數(shù)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(shù)值多次的情況，我們可以如此定義 #define pi 3.1415926，既減少了輸入又便于修改，何樂而不為呢？

　　(2) 提高程序的運行效率

　　使用帶參數(shù)的宏定義可完成函數(shù)調(diào)用的功能，又能減少系統(tǒng)開 銷，提高運行效率。正如C語言中所講，函數(shù)的使用可以使程序更加模塊化，便于組織，而且可重復利用，但在發(fā)生函數(shù)調(diào)用時，需要保留調(diào)用函數(shù)的現(xiàn)場，以便子 函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后能返回繼續(xù)執(zhí)行，同樣在子函數(shù)執(zhí)行完后要恢復調(diào)用函數(shù)的現(xiàn)場，這都需要一定的時間，如果子函數(shù)執(zhí)行的操作比較多，這種轉(zhuǎn)換時間開銷可以忽 略，但如果子函數(shù)完成的功能比較少，甚至于只完成一點操作，如一個乘法語句的操作，則這部分轉(zhuǎn)換開銷就相對較大了，但使用帶參數(shù)的宏定義就不會出現(xiàn)這個問 題，因為它是在預處理階段即進行了宏展開，在執(zhí)行時不需要轉(zhuǎn)換，即在當?shù)貓?zhí)行。宏定義可完成簡單的操作，但復雜的操作還是要由函數(shù)調(diào)用來完成，而且宏定義 所占用的目標代碼空間相對較大。所以在使用時要依據(jù)具體情況來決定是否使用宏定義。

　　形式參數(shù)不能用帶引號的字符串替換。

　　但是，如果在替換文本中，參數(shù)名以#作為前綴則結(jié)果將被擴展為 由 實際參數(shù) 替換 此實際參數(shù)的帶引號的字符串。

　　例如，可以將它與字符串連接運算結(jié)合起來編寫一個調(diào)試打印宏：

　　#define dprint（expr） printf（#expr “ = %\n”，expr）

　　使用語句 dprint（x/y）;

　　調(diào)用宏時，該宏將被擴展為：printf（“x/y”“ = %\n”，x/y）;

　　其中的字符串被連接起來了，這樣便等價于printf（“x/y = %\n”，x/y）;

　　在實際參數(shù)中，每個雙引號 “ 將被替換為 \” ；反斜杠\將被替換為\,因此替換后的字符串是合法的字符串常量。

　　預處理運算符 ## 為宏擴展提供了一種連接實際參數(shù)的手段。如果替換文本中的參數(shù)與 ## 相鄰，則該參數(shù)將被實際參數(shù)替換，##與前后的空白符將被刪除，并對替換后的結(jié)果重新掃描。

　　例如，下面定義的宏paste用于連接兩個參數(shù)

　　#define paste(front, back) front ## back

　　因此，宏調(diào)用past（name,1）的結(jié)果將建立記號name1.

　　c語言中沒有swap這個函數(shù)，C語言不支持重載，也沒有模版的概念，所以對于每一種類型，都要寫出相應的swap，如

　　intSwap (int *, int *);

　　longSwap (long *, long *);

　　stringSwap (char *, char *);

　　宏定義swap（t，x，y）以交換t類型的兩個參數(shù)（要使用程序塊結(jié)構(gòu)）。

　　程序如下：

　　#include <iostream.h>

　　#define SWAP(t,x,y) \

　　{\

　　t temp = *y;\

　　*y = *x;\

　　*x = temp;\

　　}

　　main()

　　{

　　int a = 10, b = 5;

　　SWAP(int,&a,&b)

　　cout << a << endl << b<<endl;

　　}

　　用\換行，\的意思是說把下一行看作和這行是同一行.換行必須要反斜杠,而且\後面直接回車,不能有空格。