10.1　宏定义

宏定义预编译指令是以“#”开头，使用“define”作为宏定义的指令。宏定义的作用是使用一个标识符来代表一个字符串，这种特殊的指令称之为宏定义，“标识符”为所定义的宏名，“字符串”可以是常数、表达式、格式串等。规模比较大的项目都会用大量的宏定义来组织代码。根据标识符形式的不同，宏定义可以分成两种类型，分别是变量式宏定义和函数式宏定义。

10.1.1　变量式宏定义

变量式宏定义的书写类似于变量的声明，用来定义常量。

定义的一般形式为:

#define标识符字符串

例如:

#define PI 3．1415926

宏定义的作用是使用标识符PI来代表程序中"3．1415926"这个字符串，标识符PI称为“宏名”，#define称为宏定义指令，在预编译时将宏名替换成字符串的过程称为“宏展开”。在宏展开后，程序中出现的所有的标识符PI都将用"3．1415926"来代替。

宏定义不仅使用方法简单，而且还可以实现一概全改。

【例10．1】使用变量式宏定义计算圆的周长和面积。

代码如下:

运行结果如图10-1所示。

图10-1

分析:

题目中圆周率PI即为变量式宏定义，代码第2行以后出现的宏名PI都将被替换成字符串"3．1415926"。变量式宏定义的使用让程序显得简洁了不少，而且如果需要修改圆周率PI的数值也方便很多，只需要修改第2行的宏定义，不必全文修改。

和变量定义一样，宏也是可以嵌套定义的。

例如:

#define A(1+2)

#define B((A)*(A))

#define C((B)+(B))

先定义了A，然后定义B，最后又定义了C，次序不能颠倒。宏展开后如下:

#define A(1+2)

#define B((1+2)*(1+2))

#define C(((1+2)*(1+2))+((1+2)*(1+2)))

经过宏展开，宏A代表字符串3，宏B代表字符串9，宏C代表字符串18，宏定义中括号的使用是非常重要的，修改宏A和宏B的定义如下所示:

#define A 1+2

#define B A*A

宏展开后:

#define B 1+2*1+2

此处经过宏展开，宏B代表字符串5，而不是期望的9，这样就展示出括号在宏定义中的重要性了。

关于变量式宏定义，还有以下几点需要注意:

(1)一般用大写字母表示宏名，这是习惯问题，不属于严格规定，目的是为了和变量名区别。

(2)宏定义不是C语句，它的使用仅是辅助C程序，提高程序效率，所以宏定义的结尾不写分号。如果加了分号，那么分号就会被认为是用来替换的字符串的一部分，分号也将被一起替换。

例如:

#define NEWLINE"\n";

程序中执行替换printf(NEWLINE);时就会生成下面的代码:

printf("\n";);

预编译的宏定义是用宏名代替一个字符串，只作简单置换，不作正确性检查。只有在编译已被宏展开后的源程序时才会发现语法错误并报错。

(3)宏展开时将不会替换程序中所含字符串中和宏名相同的字符。

例如:

#define TEN 10

程序中有如下代码:

printf("TEN=%d\n"，TEN);

宏展开后的结果是:

printf("TEN=%d\n"，10);

(4)宏定义不同于变量的定义，它只起到替换的作用，不会分配内存空间。

(5)宏定义通常是单行的，也可以是多行形式，定义方法就是使用反斜杠“\”，反斜杠后要紧跟回车键。

10.1.2　函数式宏定义

函数式宏定义的书写类似于函数，用来定义稍复杂些的带参数的表达式。

其定义的一般形式为:

#define标识符(参数列表)字符串

例如:

#define MAX(a，b)a＞b?a:b

字符串中包含标识符中的参数，参数列表可由一个或者多个参数组成。标识符MAX有两个参数a和b，程序中MAX(a，b)形式的标识符将被替换成相应的问号表达式。

【例10．2】使用函数式宏定义求两个数中最大值并计算两个数的乘积。

代码如下:

运行结果如图10-2所示。

图10-2

分析:

程序中定义了一个取两个数最大值的宏MAX，又定义了一个取两个数乘积的宏MUL，都是由两个参数组成的。

宏MAX(x，y)(x＞y?x:y)，展开后为a+b＞c+d?a+b:c+d，根据运算符的优先级和结合性，结果跟预期是一致的，求a+b和c+d的中的最大值。

宏MUL(x，y)(x*y)，展开后为a+b*c+d，根据运算符的优先级和结合性，宏MUL的运行结果不是预期的21，而是奇怪的11，更正方法在前文已经提到，就是给参数添加括号。

修改上例宏MUL(x，y)如下:

当调用宏MUL(a+b，c+d)时，展开后为((a+b)*(c+d))。

10.1.3　宏定义范围

文件中的宏定义并非是从定义开始就有效直到文件结束，可以指定宏定义的作用范围，使用的方法是:

【例10．3】练习使用宏定义范围。

代码如下:

运行结果如图10-3所示。

图10-3

分析:

这道题目三次使用宏名A，每个宏定义都指定了自己的作用范围，在主函数中使用宏名A值为2，调用函数function1宏名A值为12，调用函数function2宏名A值为20。