【C语言】宏定义的一些所见所闻和心得

系统型程序会采用很多的宏定义，写的精髓的宏可以大大加强代码的可读性精简代码量，多的了解宏也比较容易去了解系统级的代码。

1、宏定义

#define <宏名>[(宏参数)] <内容串> //[]为可选项

define的作用是字符串替代，替代时机是程序处理完include之后由预处理器做字符串替代（GCC预处理器代码研究ing）。在预处理器处理define的时候只进行对应的展开和替换，不会进行任何的计算，这是最基本的原则。所谓“替换”举例如下：#define plus 1+1,程序中如果有plus*plus，我们预期得到结果4，结果得到结果为3，原因是替换"plus*plus"为“1+1*1+1”。

    宏的意义：1、方便修改维护；2、提高程序效率。举例：程序中大量使用π，定义

#define PI 3.14

提高效率在于带参宏替代功能较少的函数非常使用且高效，比如一个10^n的循环中每次都有一次取MAX的操作，宏定义的MAX效率大大强于函数。

    宏的特别语法：参数是不能带引号的，也就是说

#define cat("a","b") printf("ab"); 

无法表示传两个字符串参数并且连起来输出， 应该使用#，如：

#define cat(a,b) printf(#a#b);

这样在使用的时候cat(lo,ve)则输出love字符串。

这样可以得到a1,a2,a3...a100的变量的值（当然你得先声明他们）；同样可以

for(int i = 1; i <= 100; i ++)
{
    fopen(cat(a,i),"r");
    ...
    fclose(cat(a,i));
}

这样你可以得到一系列文件的操作，还是相当实用的。

接着是/的用法

#define SWAP(t,x,y) \
{\
t temp = *y;\
*y = *x;\
*x = temp;\
}

这里的反斜杠\作用在于表示这里虽然换行但是实际也是宏的一部分（注意反斜杠后面直接回车不能有空格什么的），用来定义一些程序块很方便，这里有点类似C++的模板。

2常用宏

一下就收了一些常用的宏，有些实用有些有趣。

#findef XXX

#define XXX

//这里一般写.h的时候要用，防止重复定义

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

//这个是求某个域在某个结构中的偏移，在下觉得这个在struct中用比较好，如

strcut node
{
    int val;
    node *next;
};
printf("off of val=%d",FPOS(node,val));
printf("off of next=%d",FPOS(node,next));

上面两个输出分别是0和4,。这里解释下这个宏的原理，size_t是32位无符号数，stddef.h中有

typedef unsigned int size_t;                      /*mine is 32bit machine*/

然后0是指地址为0，合起来就是把地址0强制转换成type类型，然后找他的field域的地址并转换成size_t输出来，也就是输出field的首地址。这个利用0地址相当赞！

还有一些位掩码的宏比较容易构造比如取低八位和取高八位：

#define LL(num) num&255

#define HH(num) num&0xFF00

还有宏之间的相互嵌套，这里给出别人博客上的描述：（点击打开链接）

二、 当宏参数是另一个宏的时候 
需要注意的是凡 宏定义里有用''#''或''##''的地 方宏参数是不会再展开. 

1, 非''#''和''##''的情况 
#define TOW      (2) 
#define MUL(a,b) (a*b) 

printf("%d*%d=%d\n", TOW, TOW, MUL(TOW,TOW)); 
这行的宏会被展开为： 
printf("%d*%d=%d\n", (2), (2), ((2)*(2))); 
MUL里的参数TOW会被展开为(2). 

2, 当有''#''或''##''的时候 
#define A          (2) 
#define STR(s)     #s 
#define CONS(a,b)  int(a##e##b) 

printf("int max: %s\n",  STR(INT_MAX));    // INT_MAX #include<climits> 
这行会被展开为： 
printf("int max: %s\n", "INT_MAX"); 

printf("%s\n", CONS(A, A));               // compile error  
这 一行则是： 
printf("%s\n", int(AeA)); 

INT_MAX和A都 不会再被展开, 然而解决这个问题的方法很简单. 加 多一层中间转换宏. 
加这层宏的用意是把所 有宏的参数在这层里全部展开, 那么在转换宏里的那一个宏(_STR)就 能得到正确的宏参数. 

#define A           (2) 
#define _STR(s)     #s 
#define STR(s)      _STR(s)          // 转 换宏 
#define _CONS(a,b)  int(a##e##b) 
#define CONS(a,b)   _CONS(a,b)       // 转 换宏 

printf("int max: %s\n", STR(INT_MAX));          // INT_MAX,int型的最大值,为一个变量 #include<climits> 
输出为: int max: 0x7fffffff 
STR(INT_MAX) -->  _STR(0x7fffffff) 然 后再转换成字符串; 

printf("%d\n", CONS(A, A)); 
输 出为：200 
CONS(A, A)  -->  _CONS((2), (2))  --> int((2)e(2)) 

三、''#''和''##''的一些应用特例 
1、合并匿名变量名 
#define  ___ANONYMOUS1(type, var, line)  type  var##line 
#define  __ANONYMOUS0(type, line)  ___ANONYMOUS1(type, _anonymous, line) 
#define  ANONYMOUS(type)  __ANONYMOUS0(type, __LINE__) 
例：ANONYMOUS(static int);  即: static int _anonymous70;  70表 示该行行号; 
第一层：ANONYMOUS(static int);  -->  __ANONYMOUS0(static int, __LINE__); 
第二层：                        -->  ___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70); 
第三层：                        -->  static int  _anonymous70; 
即每次只能解开当前层的宏,所以__LINE__在第二层才能被解开; 

2、填充结构 
#define  FILL(a)   {a, #a} 

enum IDD{OPEN, CLOSE}; 
typedef struct MSG{ 
  IDD id; 
  const char * msg; 
}MSG; 

MSG _msg[] = {FILL(OPEN), FILL(CLOSE)}; 
相当 于： 
MSG _msg[] = {{OPEN, "OPEN"}, 
              {CLOSE, "CLOSE"}}; 

3、记录文件名 
#define  _GET_FILE_NAME(f)   #f 
#define  GET_FILE_NAME(f)    _GET_FILE_NAME(f) 
static char  FILE_NAME[] = GET_FILE_NAME(__FILE__); 

4、 得到一个数值类型所对应的字符串缓冲大小 
#define  _TYPE_BUF_SIZE(type)  sizeof #type 
#define  TYPE_BUF_SIZE(type)   _TYPE_BUF_SIZE(type) 
char  buf[TYPE_BUF_SIZE(INT_MAX)]; 
     -->  char  buf[_TYPE_BUF_SIZE(0x7fffffff)]; 
     -->  char  buf[sizeof "0x7fffffff"]; 
这里相当于： 
char  buf[11]; 
 

先学到这里了，明天看能不能找出处理#define的源码，这一部分肯定有很强大的coding技巧在里面^ ^