全局变量宏定义

 

以下是如何定义全局变量。众所周知,全局变量应该是得到内存分配且可以被其他模块通过C语言中extern关键字调用的变量。因此,必须在 .C 和 .H 文件中定义。这种重复的定义很容易导致错误。

Error[e46]: Undefined external "SerBfr" referred in ZLG522S D:\mcu\430prj\zlg522s\Debug\Obj\ZLG522S.r43 )

以下讨论的方法只需用在头文件中定义一次。虽然有点不易懂,但用户一旦掌握,使用起来却很灵活。表1.2中的定义出现在定义所有全局变量的.H头文件中。

程序清单 L 1.2 定义全局宏。

#ifdef xxx_GLOBALS

#define xxx_EXT

#else

#define xxx_EXT extern

#endif

.H 文件中每个全局变量都加上了xxx_EXT的前缀。xxx代表模块的名字。该模块的.C文件中有以下定义:

#define xxx_GLOBALS

#include "includes.h"

当编译器处理.C文件时,它强制xxx_EXT(在相应.H文件中可以找到)为空,(因为xxx_GLOBALS已经定义)。所以编译器给每个全局变量分配内存空间,而当编译器处理其他.C文件时,xxx_GLOBAL没有定义,xxx_EXT被定义为extern,这样用户就可以调用外部全局变量。

为了说明这个概念,可以参见uC/OS_II.H,其中包括以下定义:

#ifdef OS_GLOBALS

#define OS_EXT

#else

#define OS_EXT extern

#endif

 

OS_EXT INT32U       OSIdleCtr;

OS_EXT INT32U       OSIdleCtrRun;

OS_EXT INT32U       OSIdleCtrMax;

同时,uCOS_II.H有中以下定义:

#define OS_GLOBALS

#include “includes.h

当编译器处理uCOS_II.C时,它使得头文件变成如下所示,因为OS_EXT被设置为空。

INT32U       OSIdleCtr;

INT32U       OSIdleCtrRun;

INT32U       OSIdleCtrMax;

这样编译器就会将这些全局变量分配在内存中。当编译器处理其他.C文件时,头文件变成了如下的样子,因为OS_GLOBAL没有定义,所以OS_EXT被定义为extern。

extern INT32U       OSIdleCtr;

extern INT32U       OSIdleCtrRun;

extern INT32U       OSIdleCtrMax;

在这种情况下,不产生内存分配,而任何 .C文件都可以使用这些变量。这样的就只需在 .H 文件中定义一次就可以了。

 

 

【网友经验(来自优快云)】:尽管一个全局变量或函数可以(在多个编译单元中) 有多处“声明”, 但是“定义” 却只能允许出现一次。定义是分配空间并赋初值(如果有) 的声明。最好的安排是在某个相关的.c 文件中定义, 然后在头文件(.h) 中进行外部声明, 在需要使用的时候, 只要包含对应的头文件即可。定义变量的.c 文件也应该包含该头文件, 以便编译器检查定义和声明的一致性

    这条规则提供了高度的可移植性: 它和ANSI C标准一致, 同时也兼容大多数ANSI 前的编译器和连接器。Unix 编译器和连接器通常使用“通用模式”允许多重定义, 只要保证最多对一处进行初始化就可以了; ANSI C 标准称这种行为为“公共扩展”, 没有语带双关的意思。

    如果希望让编译器检查声明的一致性, 一定要把全局声明放到头文件中。特别是, 永远不要把外部函数的原型放到.c 文件中: 通常它与定义的一致性不能得到检查, 而矛盾的原型比不用还糟糕。

 

如何定义宏、取消宏

//定义宏

#define         [MacroName]                 [MacroValue]
//取消宏

#undef         [MacroName]
普通宏

#define     PI           (3.1415926)
带参数的宏

#define     max(a,b)       ((a)> (b)?   (a),(b))
关键是十分容易产生错误,包括机器和人理解上的差异等等。所以如果用的话,建议所有的层次都要加括号。

条件编译

#ifdef   XXX…(#else)   …#endif
例如
        #ifdef   DV22_AUX_INPUT
        #define   AUX_MODE   3  
#else
        #define   AUY_MODE   3
endif
#ifndef   XXX   …   (#else)   …   #endif
头文件(.h)可以被头文件或C文件包含;

重复包含(重复定义)

由于头文件包含可以嵌套,那么C文件就有可能包含多次同一个头文件,就可能出现重复定义的问题的。

通过条件编译开关来避免重复包含(重复定义)

例如

#ifndef     __headerfileXXX__
        #
define     __headerfileXXX__
     …
        文件内容

     
#endif

#define的一些用法  
karla   发表于
  2005-3-28   16:36:00  
1.简单的define定义

#define   MAX   1000  
一个简单的max就定义好了,它代表1000,如果在程序里面写

for(i=0;i{
                  ................
}
编译器在处理这个代码之前会对MAX进行处理替换为1000。

2.define的“函数定义

define可以像函数那样接受一些参数,如下

#define   max(x,y)   (x)> (y)?(x):(y);
这个定义就将返回两个数中较大的那个,看到了吗?因为这个“函数”没有类型检查,就好像一个函数模板似的,当然,它绝对没有模板那么安全就是了。可以作为一个简单的模板来使用而已。

但是这样做的话存在隐患,例子如下:

#define     Add(a,b)         a+b;
在一般使用的时候是没有问题的,但是如果遇到如:c   *   Add(a,b)   *   d的时候就会出现问题,代数式的本意是a+b然后去和c,d相乘,但是因为使用了define(它只是一个简单的替换),所以式子实际上变成了

c*a   +   b*d
另外举一个例子:

#define   pin   (int*);
pin   a,b;
本意是a和b都是int型指针,但是实际上变成
int*   a,b;
a是int型指针,而b是int型变量。

这是应该使用typedef来代替define,这样a和b就都是int型指针了。


3.宏的单行定义

#define     A(x)         T_##x
#define     B(
x)         #@x
     
#define     C(
x)         #x
      我们假设:x=1,则有:

      A(1)------〉
T_1
      B(1)------〉
'1 '
      C(1)------〉
"1 "
(这里参考了   hustli的文章)

3.define的多行定义

define可以替代多行的代码,例如MFC中的宏定义(非常的经典,虽然让人看了恶心)

  #define   MACRO(arg1,   arg2)   do   {   \
    /*   declarations   */   \
    stmt1;       \
    stmt2;       \
    /*   ...   */     \
    }   while(0)   /*   (no   trailing   ;   )   */
关键是要在每一个换行的时候加上一个 "\ "  

<think>好的,我现在需要回答用户的问题,关于如何在C语言中使用宏定义来替代全局变量。首先,我得回忆一下宏定义全局变量的基本概念,以及它们的区别。用户已经提供了一些引用资料,我需要仔细参考这些内容来确保回答的准确性。 根据引用[1]和[2],宏定义是在编译前替换的,而全局变量在运行时分配内存。用户可能想通过宏来避免使用全局变量,可能是出于优化或代码维护的考虑。首先,我需要明确宏定义全局变量的主要区别,比如作用域、内存分配、可修改性等。接下来,用户想知道具体的方法,所以需要给出具体的步骤或示例。 接下来,引用[3]提到了宏定义中使用do { ... } while(0)的结构来避免分号问题,这在定义多行宏时很重要。而引用[4]提到不可重入函数的问题,这可能与全局变量有关,但用户的问题是关于替换,所以可能需要提到宏定义如何避免这类问题。 用户的问题是如何用宏替换全局变量。根据引用[1],宏定义可以替换常量,但全局变量是变量,可以修改。所以,这里可能需要明确,宏只能替换常量,而不能替代可变的全局变量。因此,使用宏来替代全局变量仅限于那些不需要修改的值,比如常量。 接下来,我需要组织回答的结构。首先解释宏和全局变量的区别,然后说明适用的场景,再给出具体的替换方法,包括如何定义宏,如何避免常见问题,比如多行宏的处理。同时,需要指出这种方法的优缺点,比如宏没有类型检查,作用域限制等。 可能还需要注意,宏定义的作用域仅限于定义它们的文件,而全局变量可以通过extern在其他文件中使用。因此,如果需要在多个文件中使用同一个常量,使用宏可能需要每个文件都定义,或者使用头文件包含,而全局变量只需在一个文件中定义,其他文件用extern声明。这可能是一个考虑点。 另外,用户可能想知道如何用宏替换全局变量数组或结构体,但根据C语言的限制,宏定义可能无法直接替代复杂的变量结构,但可以用宏来定义常量数组的大小或者其他固定值。 然后,示例代码部分需要展示如何用宏替换常量,比如将全局常量PI定义为宏。同时,需要提醒用户,如果原本的全局变量需要被修改,宏定义无法做到,只能用于常量替换。 可能还需要提到,使用枚举或const变量在某些情况下可能比宏更好,因为const变量有类型检查,而宏没有。不过,const变量在C中可能仍然占用存储空间,而宏则不会,这可能是一个优点。 最后,总结使用宏替代全局变量的适用场景和注意事项,并生成相关问题,比如优缺点、替代方案等。</think>在C语言中,使用宏定义替代全局变量需要根据具体场景进行设计,主要适用于**不可变常量**的替换。以下是具体方法和注意事项: --- ### 一、宏定义全局变量的核心区别 1. **编译阶段**:宏在预处理阶段直接文本替换,全局变量在运行时分配内存[^1] 2. **可修改性**:宏定义的值不可修改,全局变量可被修改[^1] 3. **作用域**:宏仅在定义的文件中有效,全局变量通过`extern`声明可跨文件使用 --- ### 二、宏定义替代全局变量的方法 #### ▶ 场景1:替换不可变常量 ```c // 原始全局变量 const float PI = 3.14159; // 宏定义替代 #define PI 3.14159 // 所有PI会被替换为3.14159 ``` #### ▶ 场景2:替换固定计算逻辑 ```c // 原始全局变量+函数 int MAX_COUNT = 100; int getBufferSize() { return MAX_COUNT * 2; } // 宏定义替代 #define MAX_COUNT 100 #define BUFFER_SIZE (MAX_COUNT * 2) // 注意括号保证运算优先级 ``` #### ▶ 场景3:跨文件使用 需在头文件中定义: ```c // config.h #ifndef CONFIG_H #define CONFIG_H #define LOG_LEVEL 3 #endif ``` --- ### 三、关键技巧与注意事项 1. **类型安全** 宏缺乏类型检查,建议数值宏添加类型后缀: ```c #define TIMEOUT_MS 500u // 明确表示无符号整型 ``` 2. **多行定义规范** 使用`do { ... } while(0)`结构避免语法错误[^3]: ```c #define INIT_DEVICE() do { \ reset_gpio(); \ clear_cache(); \ } while(0) ``` 3. **作用域控制** 通过`#undef`限制宏作用范围: ```c void func() { #define TEMP_VALUE 42 //... 使用TEMP_VALUE #undef TEMP_VALUE // 结束作用域 } ``` --- ### 四、优劣对比分析 | 特性 | 宏定义 | 全局变量 | |---------------------|--------------------------|-------------------------| | 内存占用 | 无 | 需要分配内存 | | 调试便利性 | 无法查看符号值 | 可监视内存变化 | | 跨文件使用 | 需头文件包含 | 需要`extern`声明 | | 类型安全 | 无 | 有明确类型 | | 适用于 | 常量、简单逻辑 | 需要修改的共享数据 | --- ### 五、替代方案建议 1. **const常量**(C99+):`static const int MAX = 100;` 提供类型检查 2. **枚举常量**:`enum { MAX_SIZE = 1024 };` 适合整型常量集合 ---
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