宏定義及相關(guān)用法

歡迎各位補(bǔ)充

目錄

• 一些成熟軟件中常用的宏定義：
• 使用一些內(nèi)置宏跟蹤調(diào)試：
• 宏定義防止使用時(shí)錯(cuò)誤：
• 宏與函數(shù)
  • 帶副作用的宏參數(shù)
• 特殊符號：’#’、’##’
  • 1、一般用法
  • 2、當(dāng)宏參數(shù)是另一個(gè)宏的時(shí)候
• __VA_ARGS__與##__VA_ARGS__

一些成熟軟件中常用的宏定義：

1，防止一個(gè)頭文件被重復(fù)包含

#ifndef COMDEF_H #define COMDEF_H//頭文件內(nèi)容 … #endif

2，重新定義一些類型，防止由于各種平臺和編譯器的不同，而產(chǎn)生的類型字節(jié)數(shù)差異，方便移植。

typedef unsigned long int uint32; /* Unsigned 32 bit value */

3，得到指定地址上的一個(gè)字節(jié)或字

#define MEM_B( x ) ( *( (byte *) (x) ) ) #define MEM_W( x ) ( *( (word *) (x) ) )

4，求最大值和最小值

#define MAX( x, y ) ( ((x) > (y)) ? (x) : (y) ) #define MIN( x, y ) ( ((x) < (y)) ? (x) : (y) )

5，得到一個(gè)field在結(jié)構(gòu)體(struct)中的偏移量

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

6, 得到一個(gè)結(jié)構(gòu)體中field所占用的字節(jié)數(shù)

#define FSIZ( type, field ) sizeof( ((type *) 0)->field )

7，按照LSB格式把兩個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)化為一個(gè)word

#define FLIPW( ray ) ( (((word) (ray)[0]) * 256) + (ray)[1] )

8，按照LSB格式把一個(gè)word轉(zhuǎn)化為兩個(gè)字節(jié)

#define FLOPW( ray, val ) \ (ray)[0] = ((val) / 256); \ (ray)[1] = ((val) & 0xFF)

9，得到一個(gè)變量的地址（word寬度）

#define B_PTR( var ) ( (byte *) (void *) &(var) ) #define W_PTR( var ) ( (word *) (void *) &(var) )

10，得到一個(gè)字的高位和低位字節(jié)

#define WORD_LO(xxx) ((byte) ((word)(var) & 255)) #define WORD_HI(xxx) ((byte) ((word)(var) >> 8))

11，返回一個(gè)比X大的最接近的8的倍數(shù)

#define RND8( x ) ((((x) + 7) / 8 ) * 8 )

12，將一個(gè)字母轉(zhuǎn)換為大寫

#define UPCASE( ch ) ( ((ch) >= ’a' && (ch) <= ’z') ? ((ch) - 0×20) : (ch) )

13，判斷字符是不是10進(jìn)值的數(shù)字

#define DECCHK( ch ) ((ch) >= ’0′ && (ch) <= ’9′)

14，判斷字符是不是16進(jìn)值的數(shù)字

#define HEXCHK( ch ) \ (((ch) >= ’0′ && (ch) <= ’9′) || \ ((ch) >= ’A' && (ch) <= ’F') || \ ((ch) >= ’a' && (ch) <= ’f') )

15，防止溢出的一個(gè)方法

#define INC_SAT( val ) (val = ((val)+1 > (val)) ? (val)+1 : (val))

16，返回?cái)?shù)組元素的個(gè)數(shù)

#define ARR_SIZE( a ) ( sizeof( (a) ) / sizeof( (a[0]) ) )

17，對于IO空間映射在存儲(chǔ)空間的結(jié)構(gòu)，輸入輸出處理

#define inp(port) (*((volatile byte *) (port))) #define inpw(port) (*((volatile word *) (port))) #define inpdw(port) (*((volatile dword *)(port)))#define outp(port, val) (*((volatile byte *) (port)) = ((byte) (val))) #define outpw(port, val) (*((volatile word *) (port)) = ((word) (val))) #define outpdw(port, val) (*((volatile dword *) (port)) = ((dword) (val)))

18，字符串拼接打印日志
兩個(gè)相鄰字符串會(huì)被拼接成一個(gè)字符串的技巧。每行都需要使用雙引號將字符串引起來再加反斜杠，否則字符串將會(huì)把每一行前面的空格包含進(jìn)去。

#define DEBUG_PRINT printf("File %s line %d :"\"x=%d,y=%d,z=%d",\__FILE__,__LINE,x,y,z)

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使用一些內(nèi)置宏跟蹤調(diào)試：

ANSI標(biāo)準(zhǔn)定義了幾個(gè)個(gè)預(yù)定義的宏名。它們包括但不止于：

__LINE__ __FILE__ __DATE__ __TIME__ __STDC__

注： 常用的還有__FUNCTION__等【非標(biāo)準(zhǔn)】，詳細(xì)信息可查看： Predefined Macros，如果編譯不是標(biāo)準(zhǔn)的，則可能僅支持以上宏名中的幾個(gè)，或根本不支持。記住編譯程序 也許還提供其它預(yù)定義的宏名。可以定義宏，例如:當(dāng)定義了_DEBUG，輸出數(shù)據(jù)信息和所在文件所在行

#ifdef _DEBUG #define DEBUGMSG(msg,date) printf(msg);printf("%d%d%d", date, __LINE__, __FILE__) #else #define DEBUGMSG(msg,date) #endif

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宏定義防止使用時(shí)錯(cuò)誤：

用小括號包含。

//例如： #define ADD(a,b) （(a)+(b)）

用do{}while(0)語句包含多語句防止錯(cuò)誤（注意while(0)后無分號）.

//例如： #difne DO(a,b) a+b; a++; //應(yīng)寫成： #difne DO(a,b) do{a+b; a++;}while(0)

為什么需要do{…}while(0)形式?大致有以下幾個(gè)原因：

• 空的宏定義避免warning:
  #define foo() do{}while(0)

• 存在一個(gè)獨(dú)立的block，可以用來進(jìn)行重復(fù)性變量定義，進(jìn)行比較復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)。

• 如果出現(xiàn)在判斷語句過后的宏，這樣可以保證作為一個(gè)整體來是實(shí)現(xiàn)：

#define foo(x) action1(); action2(); //在以下情況下： if(NULL == pPointer)foo(); //就會(huì)出現(xiàn)action2必然被執(zhí)行的情況，而這顯然不是程序設(shè)計(jì)的目的。

• 以上的第3種情況用單獨(dú)的{}也可以實(shí)現(xiàn)，但是為什么一定要一個(gè)do{}while(0)呢，看以下代碼：

#define switch(x,y) {int tmp; tmp=x;x=y;y=tmp;} if(x>y)switch(x,y); else //error, parse error before elseotheraction();

在把宏引入代碼中，會(huì)多出一個(gè)分號，從而會(huì)報(bào)錯(cuò)。使用do{….}while(0) 把它包裹起來，成為一個(gè)獨(dú)立的語法單元，從而不會(huì)與上下文發(fā)生混淆。同時(shí)因?yàn)榻^大多數(shù)的編譯器都能夠識別do{…}while(0)這種無用的循環(huán)并進(jìn)行優(yōu)化，所以使用這種方法也不會(huì)導(dǎo)致程序的性能降低，【但是并非所有情況都用這種形式，有些情況不需要，有些情況則不能夠夠】。

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宏與函數(shù)

宏相比函數(shù)而言的優(yōu)勢主要在于：

宏因?yàn)槭俏谋咎鎿Q，沒有函數(shù)棧的維護(hù)代價(jià)

宏參數(shù)不帶類型，可以做函數(shù)不能做的工作。

解釋一下，第一點(diǎn) 函數(shù)調(diào)用是利用函數(shù)棧幀來實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)需要一定的系統(tǒng)資源。但是宏是直接文本替換，無函數(shù)調(diào)用過程。
第二點(diǎn)是因?yàn)楹瘮?shù)的參數(shù)列表要求每個(gè)參數(shù)必須帶類型，宏不需要（亦可代替函數(shù)重載），當(dāng)我們想實(shí)現(xiàn)把類型也當(dāng)作參數(shù)傳入時(shí)，函數(shù)是無法做到。例如下面的宏：

#define MALLOC(size,type) ((type*)malloc(sizeof(type) * (size))) int * p = MALLOC(10, int);

這個(gè)宏有點(diǎn)厲害了，傳入大小和類型兩個(gè)參數(shù)，然后動(dòng)態(tài)分配出所需要的內(nèi)存。這個(gè)肯定是無法用函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)是不是與 C++ 的模版有點(diǎn)相像？模版能夠?qū)崿F(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)就是能夠把參數(shù)類型當(dāng)作一種參數(shù)，而宏正好就支持！！！

然而，宏的文本替換大法這么厲害，為什么還會(huì)有函數(shù)的存在嘞？
最主要的原因是：宏的文本替換大法在處理帶副作用的宏參數(shù)時(shí)會(huì)導(dǎo)致不可預(yù)料的后果。

帶副作用的宏參數(shù)

什么叫帶副作用的宏參數(shù)？副作用是指某些運(yùn)算符在求值的同時(shí)也會(huì)永久地改變操作數(shù)，比如：i+1

這個(gè)表達(dá)式求值沒有副作用，這個(gè)式子不管運(yùn)算多少次，式子的值不變。但是：
++i

卻不一樣了，它運(yùn)算 100 次與運(yùn)算 1 次的結(jié)果是不一樣的，因?yàn)槊看芜\(yùn)算都會(huì)永久改變 i 的值。

那當(dāng)副作用遇上宏參數(shù)會(huì)發(fā)生什么呢？看一個(gè)經(jīng)典例子：

#define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b)) int a = 0; int b = 1; int c = MAX(a++, b++);

根據(jù)宏替換大法，我們看c被預(yù)編譯器處理后的樣子：

int c = ((a++)>(b++)?(a++):(b++));

ok，副作用一目了然。因?yàn)?a++

int max(a, b) {return a>b?a:b; } int a = 0; int b = 1; int c = max(a++, b++);

這么執(zhí)行的結(jié)果就是
c = 1,a = 1,b = 2;

這是我們想要的。
上面兩者的區(qū)別在于，使用函數(shù)時(shí)，只在參數(shù)列表里面進(jìn)行一次帶副作用的運(yùn)算；使用宏時(shí)，在宏的列表，宏的內(nèi)容都執(zhí)行了帶副作用的運(yùn)算。而我們通常只希望副作用運(yùn)算執(zhí)行一次。

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特殊符號：’#’、’##’

1、一般用法

我們使用#把宏參數(shù)變?yōu)橐粋€(gè)字符串,用##把兩個(gè)宏參數(shù)貼合在一起.例如：

＃include<cstdio> ＃include<climits> using namespace std;#define STR(s) #s #define CONS(a,b) int(a##e##b)int main() {// 輸出字符串vckprintf(STR(vck)); // 2e3 輸出:2000，科學(xué)計(jì)數(shù)法printf("%d\n", CONS(2,3)); return 0; }

2、當(dāng)宏參數(shù)是另一個(gè)宏的時(shí)候

需要注意的是凡宏定義里有用#或##的地方宏參數(shù)是不會(huì)再展開.

沒有’#'和’##’的情況

#define TOW (2) #define MUL(a,b) (a*b) printf("%d * %d = %d\n", TOW, TOW, MUL(TOW,TOW));

這行的宏會(huì)被展開為：
printf("%d * %d = %d\n", (2), (2), ((2) * (2)));
MUL 里的參數(shù) TOW 會(huì)被展開為(2).

當(dāng)有’#'或’##’的時(shí)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> printf("%s\n", CONS(A, A)); // compile error

第一個(gè) printf() 這行會(huì)被展開為：
printf(“int max: %s\n”, #INT_MAX);

第二個(gè) printf() 則是：
printf("%s\n", int(AeA)); //編譯錯(cuò)誤

INT_MAX 和 A 都不會(huì)再被展開, 然而解決這個(gè)問題的方法很簡單. 加多一層中間轉(zhuǎn)換宏；加這層宏的用意是把所有宏的參數(shù)在這層里全部展開, 那么在轉(zhuǎn)換宏里的那一個(gè)宏(_STR)就能得到正確的宏參數(shù).

#define A (2) #define _STR(s) #s #define STR(s) _STR(s) // 轉(zhuǎn)換宏 #define _CONS(a,b) int(a##e##b) #define CONS(a,b) _CONS(a,b) // 轉(zhuǎn)換宏printf(“int max: %s\n”, STR(INT_MAX)); 輸出為: int max: 0x7fffffff STR(INT_MAX) –> _STR(0x7fffffff) 然后再轉(zhuǎn)換成字符串；printf("%d\n", CONS(A, A)); 輸出為：200 CONS(A, A) –> _CONS((2), (2)) –> int((2)e(2))

’#'和’##’的一些應(yīng)用特例：

合并匿名變量名，例：

#define __ANONYMOUS1(type, var, line) type var##line #define _ANONYMOUS0(type, line) __ANONYMOUS1(type, _anonymous, line) #define ANONYMOUS(type) _ANONYMOUS0(type, __LINE__)ANONYMOUS(static int); //即: static int _anonymous70; //70表示該行行號；

① 第一層：ANONYMOUS(static int); –> __ANONYMOUS0(static int, __LINE__);
② 第二層：–> ___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70);
③ 第三層：–> static int _anonymous70;
即每次只能解開當(dāng)前層的宏，所以__LINE__在第二層才能被解開；

填充結(jié)構(gòu)

#define FILL(a) {a, #a}enum IDD{OPEN, CLOSE}; typedef struct MSG{IDD id;const char * msg; }MSG;MSG _msg[] = {FILL(OPEN),FILL(CLOSE) }; //相當(dāng)于： MSG _msg[] = {{OPEN, “OPEN”},{CLOSE, ”CLOSE“} };

記錄文件名

#define _GET_FILE_NAME(f) #f #define GET_FILE_NAME(f) _GET_FILE_NAME(f) static char FILE_NAME[] = GET_FILE_NAME(__FILE__);

得到一個(gè)數(shù)值類型所對應(yīng)的字符串緩沖大小

#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”]; 這里相當(dāng)于： char buf[11];

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__VA_ARGS__與##__VA_ARGS__

\_\_VA_ARGS__ 是一個(gè)可變參數(shù)的宏，很少人知道這個(gè)宏，這個(gè)可變參數(shù)的宏是新的 C99 規(guī)范中新增的，目前似乎只有 gcc 支持（VC6.0的編譯器不支持）。實(shí)現(xiàn)思想就是宏定義中參數(shù)列表的最后一個(gè)參數(shù)為省略號（也就是三個(gè)點(diǎn)）。
##\_\_VA_ARGS__ 宏，在 \_\_VA_ARGS__ 前面加上 ## 的作用在于，當(dāng)可變參數(shù)的個(gè)數(shù)為0時(shí)，這里的 ## 起到把前面多余的逗號去掉的作用,否則會(huì)編譯出錯(cuò)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的宏定义及相关用法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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