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标题:
【C语言】带参数的宏定义
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作者:
wander
时间:
2024-5-11 21:35
标题:
【C语言】带参数的宏定义
C语言允许宏带有参数。在宏定义中的参数称为“形式参数”，在宏调用中的参数称为“实际参数”，这点和函数有些类似。
对带参数的宏，在展开过程中不仅要进行字符串替换，还要用实参去替换形参。
带参宏定义的一般形式为：
#define 宏名(形参列表) 字符串
在字符串中可以含有各个形参。
带参宏调用的一般形式为：
宏名(实参列表);
例如：
#define M(y) y*y+3*y //宏定义// TODO:k=M(5); //宏调用
在宏展开时，用实参 5 去代替形参 y，经预处理程序展开后的语句为
k=5*5+3*5
。
【示例】输出两个数中较大的数。
#include
<stdio.h>
#define
MAX
(
a
,
b
)
(
a
>
b
)
?
a
:
b
int
main
()
{
int
x
,
y
,
max
;
printf
(
"input two numbers: "
);
scanf
(
"%d %d"
,
&
x
,
&
y
);
max
=
MAX
(
x
,
y
);
printf
(
"max=%d
\n
"
,
max
);
return
0
;
}
运行结果：
input two numbers: 10 20
max=20
程序第 2 行定义了一个带参数的宏，用宏名
MAX
表示条件表达式
(a>b) ? a : b
，形参 a、b 均出现在条件表达式中。程序第 7 行
max = MAX(x, y)
为宏调用，实参 x、y 将用来代替形参 a、b。宏展开后该语句为：
max=(x>y) ? x : y;
对带参宏定义的说明
1) 带参宏定义中，形参之间可以出现空格，但是宏名和形参列表之间不能有空格出现。例如把：
#define MAX(a,b) (a>b)?a:b
写为：
#define MAX (a,b) (a>b)?a:b
将被认为是无参宏定义，宏名 MAX 代表字符串
(a,b) (a>b)?a:b
。宏展开时，宏调用语句：
max = MAX(x,y);
将变为：
max = (a,b)(a>b)?a:b(x,y);
这显然是错误的。
2) 在带参宏定义中，不会为形式参数分配内存，因此不必指明数据类型。而在宏调用中，实参包含了具体的数据，要用它们去替换形参，因此实参必须要指明数据类型。
这一点和函数是不同的：在函数中，形参和实参是两个不同的变量，都有自己的作用域，调用时要把实参的值传递给形参；而在带参数的宏中，只是符号的替换，不存在值传递的问题。
【示例】输入 n，输出 (n+1)^2 的值。
#include
<stdio.h>
#define
SQ
(
y
)
(
y
)*(
y
)
int
main
()
{
int
a
,
sq
;
printf
(
"input a number: "
);
scanf
(
"%d"
,
&
a
);
sq
=
SQ
(
a
+1
);
printf
(
"sq=%d
\n
"
,
sq
);
return
0
;
}
运行结果：
input a number: 9
sq=100
第 2 行为宏定义，形参为 y。第 7 行宏调用中实参为 a+1，是一个表达式，在宏展开时，用 a+1 代换 y，再用 (y)*(y) 代换 SQ，得到如下语句：
sq=(a+1)*(a+1);
这与函数的调用是不同的，函数调用时要把实参表达式的值求出来再传递给形参，而宏展开中对实参表达式不作计算，直接按照原样替换。
3) 在宏定义中，字符串内的形参通常要用括号括起来以避免出错。例如上面的宏定义中 (y)*(y) 表达式的 y 都用括号括起来，因此结果是正确的。如果去掉括号，把程序改为以下形式：
#include
<stdio.h>
#define
SQ
(
y
)
y
*
y
int
main
()
{
int
a
,
sq
;
printf
(
"input a number: "
);
scanf
(
"%d"
,
&
a
);
sq
=
SQ
(
a
+1
);
printf
(
"sq=%d
\n
"
,
sq
);
return
0
;
}
运行结果为：
input a number: 9
sq=19
同样输入 9，但结果却是不一样的。问题在哪里呢？这是由于宏展开只是简单的符号替换的过程，没有任何其它的处理。宏替换后将得到以下语句：
sq=a+1*a+1;
由于 a 为 9，故 sq 的值为 19。这显然与题意相违，因此参数两边的括号是不能少的。即使在参数两边加括号还是不够的，请看下面程序：
#include
<stdio.h>
#define
SQ
(
y
)
(
y
)*(
y
)
int
main
()
{
int
a
,
sq
;
printf
(
"input a number: "
);
scanf
(
"%d"
,
&
a
);
sq
=
200
/
SQ
(
a
+1
);
printf
(
"sq=%d
\n
"
,
sq
);
return
0
;
}
与前面的代码相比，只是把宏调用语句改为：
sq = 200/SQ(a+1);
运行程序后，如果仍然输入 9，那么我们希望的结果为 2。但实际情况并非如此：
input a number: 9
sq=200
为什么会得这样的结果呢？分析宏调用语句，在宏展开之后变为：
sq=200/(a+1)*(a+1);
a 为 9 时，由于“/”和“*”运算符优先级和结合性相同，所以先计算 200/(9+1)，结果为 20，再计算 20*(9+1)，最后得到 200。
为了得到正确答案，应该在宏定义中的整个字符串外加括号：
#include
<stdio.h>
#define
SQ
(
y
)
((
y
)*(
y
))
int
main
()
{
int
a
,
sq
;
printf
(
"input a number: "
);
scanf
(
"%d"
,
&
a
);
sq
=
200
/
SQ
(
a
+1
);
printf
(
"sq=%d
\n
"
,
sq
);
return
0
;
}
由此可见，对于带参宏定义不仅要在参数两侧加括号，还应该在整个字符串外加括号。
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