C語言宏定義的妙用！用完軟硬件效率蹭蹭漲！

1 概述

在工程規(guī)模較小，不是很復(fù)雜，與硬件結(jié)合緊密，要求移植性的時(shí)候，可采用宏定義簡(jiǎn)化編程，增強(qiáng)程序可讀性。

當(dāng)宏作為常量使用時(shí)，C程序員習(xí)慣在名字中只使用大寫字母。但是并沒有如何將用于其他目的的宏大寫的統(tǒng)一做法。由于宏（特別是帶參數(shù)的宏）可能是程序中錯(cuò)誤的來源，所以一些程序員更喜歡使用大寫字母來引起注意。

1. 簡(jiǎn)單宏定義

無參宏的宏名后不帶參數(shù),其定義的一般形式為:

#define 標(biāo)識(shí)符 字符串

// 不帶參數(shù)的宏定義
#define MAX 10

注意：不要在宏定義中放置任何額外的符號(hào)，比如"="或者尾部加";"

使用#define來為常量命名一些優(yōu)點(diǎn)：

• 程序會(huì)更易讀。一個(gè)認(rèn)真選擇的名字可以幫助讀者理解常量的意義；
• 程序會(huì)更易于修改。我們僅需要改變一個(gè)宏定義，就可以改變整個(gè)程序中出現(xiàn)的所有該常量的值；
• 可以幫助避免前后不一致或鍵盤輸入錯(cuò)誤；
• 控制條件編譯；
• 可以對(duì)C語法做小的修改；

2. 帶參數(shù)的宏

帶參數(shù)的仍要遵循上述規(guī)則，區(qū)別只是宏名后面緊跟的圓括號(hào)中放置了參數(shù)，就像真正的函數(shù)那樣。

#define <宏名>(<參數(shù)列表>) <宏體>

注意參數(shù)列表中的參數(shù)必須是有效的c標(biāo)識(shí)符，同時(shí)以,分隔

算符優(yōu)先級(jí)問題：

#define COUNT(M) M*M
int x=5;
print(COUNT(x+1));
print(COUNT(++X));
//結(jié)果輸出：11   和42 而不是函數(shù)的輸出36

注意：

• 預(yù)編譯器只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的文本替換，COUNT(x+1)被替換成COUNT(x+1 x+1)，5+15+1=11，而不是36
• CUNT(++x)被替換成++x*++x即為6 *7=42，而不是想要的6*6=36，連續(xù)前置自加加兩次

解決辦法：

• 用括號(hào)將整個(gè)替換文本及每個(gè)參數(shù)用括號(hào)括起來print(COUNT((x+1));

• 即便是加上括號(hào)也不能解決第二種情況，所以解決辦法是盡量不使用++，-等符號(hào)；

分號(hào)吞噬問題：

#define foo(x) bar(x); baz(x)

假設(shè)這樣調(diào)用：

if (!feral)
    foo(wolf);

將被宏擴(kuò)展為：

if (!feral)
    bar(wolf);
baz(wolf);

==baz(wolf);==,不在判斷條件中，顯而易見，這是錯(cuò)誤。如果用大括號(hào)將其包起來依然會(huì)有問題，例如

#define foo(x)  { bar(x); baz(x); }
if (!feral)
    foo(wolf);
else
    bin(wolf);

判斷語言被擴(kuò)展成：

if (!feral) {
    bar(wolf);
    baz(wolf);
}>>++;++<<
else
    bin(wolf);

==else==將不會(huì)被執(zhí)行

解決方法：通過==do{…}while(0)

#define foo(x)  do{ bar(x); baz(x); }while(0)
if (!feral)
    foo(wolf);
else
    bin(wolf);

被擴(kuò)展成：

#define foo(x)  do{ bar(x); baz(x); }while(0)
if (!feral)
    do{ bar(x); baz(x); }while(0);
else
    bin(wolf);

注意：使用do{…}while(0)構(gòu)造后的宏定義不會(huì)受到大括號(hào)、分號(hào)等的影響，總是會(huì)按你期望的方式調(diào)用運(yùn)行。

3. #運(yùn)算符

#的作用就是將#后邊的宏參數(shù)進(jìn)行字符串的操作，也就是將#后邊的參數(shù)兩邊加上一對(duì)雙引號(hào)使其成為字符串。例如a是一個(gè)宏的形參，則替換文本中的#a被系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為"a",這個(gè)轉(zhuǎn)換過程即為字符串化。

#define TEST(param) #param

char *pStr=TEST(123);
printf("pSrt=%s\n",pStr);
//輸出結(jié)果為字符  ”123“

4. ##運(yùn)算符

##運(yùn)算符也可以用在替換文本中，它的作用起到粘合的作用，即將兩個(gè)宏參數(shù)連接為一個(gè)數(shù)

#define TEST(param1,param2) (param1##param2)

int num =TEST(13,59);
printf("num=%d\n",num);
//輸出結(jié)果為：num=1359

5. VA_ARGS

作用主要是為了方便管理軟件中的打印信息。在寫代碼或DEBUG時(shí)通常需要將一些重要參數(shù)打印出來，但在軟件發(fā)行的時(shí)候不希望有這些打印，這時(shí)就用到可變參數(shù)宏了。

 # define PR(...) printf(_VA_ARGS_)
2 PR("hello world\n");
3
4 輸出結(jié)果：hello world

2 一些建議

• 雖然宏定義很靈活，并且通過彼此結(jié)合可以產(chǎn)生許多變形用法，但是C++/C程序員不要定義很復(fù)雜的宏，宏定義應(yīng)該簡(jiǎn)單而清晰。
• 宏名采用大寫字符組成的單詞或其縮寫序列，并在各單詞之間使用“_”分隔。
• 如果需要公布某個(gè)宏，那么該宏定義應(yīng)當(dāng)放置在頭文件中，否則放置在實(shí)現(xiàn)文件（.cpp）的頂部。
• 不要使用宏來定義新類型名，應(yīng)該使用typedef，否則容易造成錯(cuò)誤。
• 給宏添加注釋時(shí)請(qǐng)使用塊注釋（/* */），而不要使用行注釋。因?yàn)橛行┚幾g器可能會(huì)把宏后面的行注釋理解為宏體的一部分。
• 盡量使用const取代宏來定義符號(hào)常量。
• 對(duì)于較長(zhǎng)的使用頻率較高的重復(fù)代碼片段，建議使用函數(shù)或模板而不要使用帶參數(shù)的宏定義；而對(duì)于較短的重復(fù)代碼片段，可以使用帶參數(shù)的宏定義，這不僅是出于類型安全的考慮，而且也是優(yōu)化與折衷的體現(xiàn)。
• 盡量避免在局部范圍內(nèi)（如函數(shù)內(nèi)、類型定義內(nèi)等）定義宏，除非它只在該局部范圍內(nèi)使用，否則會(huì)損害程序的清晰性。

3 宏的常見用法

• 防止一個(gè)頭文件被重復(fù)包含

#ifndef COMDEF_H
#define COMDEF_H
//頭文件內(nèi)容
#endif

• 得到指定地址上的一個(gè)字節(jié)或字

#define  MEM_B(x) (*((byte *)(x)))
#define  MEM_W(x) (*((word *)(x)))

• 求最大值和最小值

#define  MAX(x,y) (((x)>(y)) ? (x) : (y))
#define  MIN(x,y) (((x) < (y)) ? (x) : (y))

• 得到一個(gè)field在結(jié)構(gòu)體(struct)中的偏移量

#define FPOS(type,field) ((dword)&((type *)0)->field)

• 得到一個(gè)結(jié)構(gòu)體中field所占用的字節(jié)數(shù)

#define FSIZ(type,field) sizeof(((type *)0)->field)

• 按照LSB格式把兩個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)化為一個(gè)Word

#define FLIPW(ray) ((((word)(ray)[0]) * 256) + (ray)[1])

• 得到一個(gè)字的高位和低位字節(jié)

#define WORD_LO(xxx)  ((byte) ((word)(xxx) & 255))
#define WORD_HI(xxx)  ((byte) ((word)(xxx) >> 8))

• 將一個(gè)字母轉(zhuǎn)換為大寫

#define UPCASE(c) (((c)>='a' && (c) <= 'z') ? ((c) – 0×20) : (c))

• 判斷字符是不是10進(jìn)制的數(shù)字

#define  DECCHK(c) ((c)>='0' && (c)<='9')

• 判斷字符是不是16進(jìn)制的數(shù)字

#define HEXCHK(c) (((c) >= '0' && (c)<='9') ((c)>='A' && (c)<= 'F') \
((c)>='a' && (c)<='f'))

• 防止溢出的一個(gè)方法

#define INC_SAT(val) (val=((val)+1>(val)) ? (val)+1 : (val))

• 返回?cái)?shù)組元素的個(gè)數(shù)

#define ARR_SIZE(a)  (sizeof((a))/sizeof((a[0])))

參考資料

1. http://www.360doc.com/content/13/0125/13/10906019_262310086.shtml
2. 高質(zhì)量程序設(shè)計(jì)指南C++/C語言第3版
3. https://www.cnblogs.com/southcyy/p/10155049.html

-END-

推薦閱讀

【01】C語言、嵌入式中幾個(gè)非常實(shí)用的宏技巧

【02】閱讀Linux內(nèi)核時(shí)，有哪些常見宏？

【03】從宏觀的角度講解U-Boot的設(shè)備管理框架

【04】圖文并茂，一次搞定C語言結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊?。ò暾创a）

【05】C語言/C++基本語句編程風(fēng)格

免責(zé)聲明：整理文章為傳播相關(guān)技術(shù)，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除