C语言中的宏处理

在C语言中使用宏，我们经常这么做，但是为什么使用宏，他可以做什么，我们或许只是一知半解，下面简单介绍如何在C语言中使用宏预处理器。

#define语句

    对于define语句，我们已经非常熟悉，一个宏定义语句，主要用途是定义符号常量，如：

1. #define PI 3.14159

定义了圆周率PI 为3.14159，在以后用到3.14159的地方直接用PI代替即可，也方便我们编写代码，更大的好处是，如果我不想将圆周率定为3.14159而要求更高精度，如3.14159265，则只需将上面的宏定义改为： 

1. #define PI 3.1415926

即可，无需到程序中用到这个值的地方逐一修改。
下面介绍#define的高级应用

    A、 带有参数的宏定义语句

我们也可以定义接受参数的符号，如AQUARE： 

1.     #define SQUARE(x) x*x

在以后用到SQUARE(a) 是，将会自动用a*a替换，
如SQUARE(3)将被替换成3*3，这个函数的好处是不论x是什么类型，都可进行同样的处理，double，int类型都可处理，但存在一个问题，如
    y=SQUARE（a+1)则将被替换成a+1*a+1

这不是我们想要的结果，所以最好用下面的方法定义
    #define SQUARE(x)  (x)*(x)

 

类似可以定义如下函数：
    #define  MAX(a,b)  ((a)>(b))?(a):(b))

 

      B、接受可变参数个数的宏

宏定义同样可以接受可变参数个数的参数列表，为了向预处理器表明我们的宏接受可变参数，可以在参数列表后面跟上三个点（...），在随后的宏定义表达式中，我们使用特殊符号__VA_ARGS__来代表具体参数（注意，前后是双下划线），例如我们定义：
    #define debugPrintf(...)  printf("DEBUG: "__VA_ARGS__)

则可用下面方式使用该宏
    debugPrintf("Hello world\n");
或者
    debugPrintf("i= %d, j=%d \n",i,j);
输出分别为(加入i=100,j=200)：

    DEBUG: Hello World
    DEBUG: i=100, j=200

    C、#操作符

如果我们在参数操作符的前面放置一个#，那么C语言的预处理器将使用该参数生成一个常数字符串，例如我们定义str如下：
    #define str(x)  #x

如果在程序中输入语句
    str(testing)

最终展开形式将会是
    "testing"
而语句 printf(str(Programming in C is fun:\n));将被转换为：
    printf("Programming in C is fun:\n");

    D、##操作符

在宏定义中，这个操作符可以把两个符号连接起来。##操作符的前面或者后面可以是宏的参数，预处理器在展开宏的时候，将把该参数和##操作符前面或者后面的符号连接起来，以便创建一个新的符号。如：
    #define printx(n) printf("%d\n", x##n)

语句中的字符串“x##n”的##操作符将前面和后面的记号连接起来，合成一个新的记号，因此下面的宏调用语句：
    printf(20);

将被展开成如下形式：
    printf("%i\n",x20);

如果你用过VTK，看过其头文件，你就会发现VTK的头文件中的函数和我们用到的函数不一样，其实并不是不一样，只是用了宏替换而已，如对球的操作函数－设定球心函数为：
    void  (double, double, double);

但该头文件中的函数声明却是：
    vtkGetVectorMacro(Center,double,3);

这里就是用了红替换而将下面的函数展开成上面的函数。
看下面的一个例子：

1. #include
2. #include
3.  
4. #define setMacro(c,x) set##c(x)
5.  
6. double setx(double a)
7. {
8.     return a+2.0;
9. }
10. double sety(double a)
11. {
12.     return a;
13. }
14. double *setxyz(double a)
15. {
16.     double arr[3];
17.     arr[0]=a+4.0;
18.     arr[1]=a+5.0;
19.     arr[2]=a+6.0;
20.     return arr;
21. }
22. int main(int argc,char *argv[])
23. {
24.     double a=5.0;
25.     double b=setMacro(x,a);//等价于 b=setx(a);
26.     double c=setMacro(y,a);//
27.     ("a=%lf\nb=%lf\nc=%lf\n",a,b,c);
28.     double *xyz=malloc(3*sizeof(double));
29.     xyz=setMacro(xyz,a);
30.     ("arr[0]=%f,arr[1]=%f,arr[2]=%f\n",xyz[0],xyz[1],xyz[2]);
31.  
32.     return 0;
33. }

 

编译后执行的输出结果为：
a=5.000000
b=7.000000
c=5.000000
arr[0]=9.000000,arr[1]=10.000000,arr[2]=11.000000

上面的函数只要遇到setMacro(c,x)就将其替换成setc(x)的形式，并且不分析参数x的类型如何，如setMacro(x,a) 被替换成setx(a)，setMacro(xyz,a)被替换成setxyz(a)执行。
当然了，你或许会说上面的代码不规范，的确，我只是作为一个例子拿过来用而已，说明如何使用宏替换函数。
宏处理语句的用法还有：#include 语句、条件编译语句（如#ifdef、#enif、#else和#ifndef语句）、#if和elif、#undef语句等，这里就不一一说明。