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C語言中define的用法

define是C語言中的預處理命令,它用于宏定義,可以提高源代碼的可讀性,為編程提供方便。

預處理命令以“#”號開頭,如包含命令#include,宏定義命令#define等。一般都放在源文件的前面,它們稱為預處理部分。

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写所謂預處理是指在進行編譯之前所作的工作。預處理是C語言的一個重要功能,它由預處理程序負責完成。當對一個源文件進行編譯時,系統將自動引用預處理程序對源程序中的預處理部分作處理,處理完畢自動進入對源程序的編譯。

宏的定義

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写    在C或C++語言源程序中允許用一個標識符來表示一個字符串,稱為“宏”。被定義為“宏”的標識符稱為“宏名”。在編譯預處理時,對程序中所有出現的“宏名”,都用宏定義中的字符串去代換,這稱為“宏代換”或“宏展開”。宏定義是由源程序中的宏定義命令完成的。宏代換是由預處理程序自動完成的。

    在C或C++語言中,“宏”分為有參數和無參數兩種。

無參數宏定義

    無參數宏就是不帶參數,其定義的一般形式為:

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写  #define 標識符 字符串

  “標識符”為所定義的宏名。“字符串”可以是常數、表達式、格式串等。

  例如:

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写  #define PI 3.14

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写    它的作用是指定標識符PI來代替常數3.14。在編寫源程序時,所有用到3.14的地方都可用PI代替,而對源程序作編譯時,將先由預處理程序進行宏代換,即用3.14去置換所有的宏名PI,然后再進行編譯。

    宏定義是用宏名來表示一個字符串,在宏展開時又以該字符串取代宏名,這只是一種簡單的代換,字符串可以是常數,也可以是表達式,預處理程序對它不作任何檢查。如有錯誤,只能在編譯已被宏展開后的源程序時發現。

    宏定義不是說明或語句(它是預處理指令),在行末不必加分號,如加上分號則連分號也一起置換。

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写    下面舉一個無參數宏替代常數的例子:

#define PI 3.14
澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写#include <stdio.h> 

int main()
{
 float r = 1.0;
 float area = PI*r*r;
 printf("The area of the circle is %f",area);
 return 0;
}

    再舉一個使用無參數宏替代字符串的例子:

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写#define M (y*y+3*y)

#include <stdio.h>

int main()
{
 int s,y;
 printf("input a number: ");
 scanf("%d",&y);
 s = 3*M + 4*M + 5*M;
 printf("s=%d\n",s);
 return 0;
}


澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写# define M (y*y+3*y) 定義M表達式(y*y+3*y)。在編寫源程序時,所有的(y*y+3*y)都可由M代替,而對源程序作編譯時,將先由預處理程序進行宏代換,即用 (y*y+3*y)表達式去置換所有的宏名M,然后再進行編譯。

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写上例程序中首先進行宏定義,定義M表達式(y*y+3*y),在s= 3*M+4*M+5* M中作了宏調用。在預處理時經宏展開后該語句變為:s=3*(y*y+3*y)+4* (y*y+3*y)+5* (y*y+3*y);但要注意的是,在宏定義中表達式(y*y+3*y)兩邊的括號不能少。否則會發生錯誤。

帶參數宏定義

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写  C語言允許宏帶有參數。在宏定義中的參數稱為形式參數,在宏調用中的參數稱為實際參數。對帶參數的宏,在調用中,不僅要宏展開,而且要用實參去代換形參。

  帶參數宏定義的一般形式為:

  #define 宏名(形參表) 字符串

  在字符串中含有各個形參。

  帶參數宏調用的一般形式為:

  宏名(實參表)

  例如:

  #define M(y) y*y+3*y

  ....

  k=M(5);

  ....

  在宏調用時,用實參5去代替形參y,經預處理宏展開后的語句為:

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写  k=5*5+3*5

    舉一個具體例子:

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写#define MAX(a,b) (a>b)?a:b

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写#include <stdio.h>

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;

}

    上例程序的第一行進行帶參數宏定義,用宏名MAX表示條件表達式(a>b)?a:b,形參a,b均出現在條件表達式中。程序第七行max = MAX(x, y)為宏調用,實參x,y,將代換形參a,b。宏展開后該語句為: max = (x>y)?x:y;用于計算x,y中的大數。

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写    對于帶參的宏定義有以下問題需要說明:

    1. 帶參宏定義中,宏名和形參表之間不能有空格出現。

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写    例如把: #define MAX(a,b) (a>b)?a:b寫為: #define MAX (a,b) (a>b)?a:b 將被認為是無參宏定義,宏名MAX代表字符串 (a,b)(a>b)?a:b。

    宏展開時,宏調用語句: max = MAX(x,y);將變為: max = (a,b)(a>b)?a:b(x,y);這顯然是錯誤的。

    2. 在宏定義中的形參是標識符,而宏調用中的實參可以是表達式。

#define SQ(y) (y)*(y)
#include <stdio.h>

int main()
{
 int a,sq;
 printf("input a number: ");
 scanf("%d",&a);
 sq=SQ(a+1);
 printf("sq=%d\n",sq);
 return 0;

}


    上例中第一行為宏定義,形參為y。程序第七行宏調用中實參為a+1,是一個表達式,在宏展開時,用a+1代換y,再用(y)*(y) 代換SQ,得到如下語句: sq=(a+1)*(a+1); 這與函數的調用是不同的,函數調用時要把實參表達式的值求出來再賦予形參。而宏代換中對實參表達式不作計算直接地照原樣代換。

    3. 在宏定義中,字符串內的形參通常要用括號括起來以避免出錯。在上例中的宏定義中(y)*(y)表達式的y都用括號括起來,結果是正確的。如果去掉括號,把程序改為以下形式:

#define SQ(y) y*y
#include <stdio.h>

int main()
{
 int a,sq;
 printf("input a number: ");
 scanf("%d",&a);
 sq=SQ(a+1);
 printf("sq=%d\n",sq);
 return 0;
}

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写    運行結果為:input a number:3

    sq=7 (我們期望的結果卻是16)。

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写    問題在哪里呢? 這是由于代換只作符號代換而不作其它處理而造成的。 宏代換后將得到以下語句: sq=a+1*a+1; 由于a為3故sq的值為7。這顯然與題意相違,因此參數兩邊的括號是不能少的。有時候,即使在參數兩邊加括號還是不夠的,請看下面程序:

#define SQ(y) (y)*(y)
#include <stdio.h>

int main()
{
 int a,sq;
 printf("input a number: ");
 scanf("%d",&a);
 sq=160/SQ(a+1);
 printf("sq=%d\n",sq);
 return 0;

}

    本程序與前例相比,只把宏調用語句改為: sq=160/SQ(a+1); 運行本程序如輸入值仍為3時,希望結果為10。但實際運行的結果如下:input a number:3 sq=160。

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写    為什么會得這樣的結果呢?分析宏調用語句,在宏代換之后變為: sq=160/(a+1)*(a+1);a為3時,由于“/”和“*”運算符優先級和結合性相同,則先作160/(3+1)得40,再作40*(3+1)最后得160。為了得到正確答案應在宏定義中的整個字符串外加括號,程序修改如下:

#define SQ(y) ((y)*(y))
#include <stdio.h>

int main()
{
 int a,sq;
 printf("input a number: ");
 scanf("%d",&a);
 sq=160/SQ(a+1);
 printf("sq=%d\n",sq);
 return 0;
}

    以上討論說明,對于宏定義,保險的做法是不僅應在參數兩側加括號,也應在整個字符串外加括號。

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写    4. 帶參數的宏和帶參函數很相似,但有本質上的不同,把同一表達式用函數處理與用宏處理兩者的結果有可能是不同的。

    下面舉一個例子進行對比:

    使用函數:

#include <stdio.h>

int SQ(int);

int main()
{
 int i=1;
 while(i<=5)
  printf("%d\n",SQ(i++));
 return 0;
}

int SQ(int y)
{
 return((y)*(y));
}

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写    使用宏:

#define SQ(y) ((y)*(y))

#include <stdio.h>

int main()
{
 int i=1;
 while(i<=5)
  printf("%d\n",SQ(i++));
 return 0;
 }


澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写    在使用函數的例子中函數名為SQ,形參為Y,函數體表達式為((y)*(y))。在使用宏的例子中宏名為SQ,形參也為y,字符串表達式為(y)*(y))。兩例表面是相同的,函數調用為SQ(i++),宏調用為SQ(i++),實參也是相同的。但輸出結果卻大不相同,分析如下:

    在使用函數的例子中,函數調用是把實參i值傳給形參y后自增1。然后輸出函數值。因而要循環5次。輸出1~5的平方值。而在使用宏的例子中,宏調用時,只作代換。SQ(i++)被代換為((i++)*(i++))。在第一次循環時,由于i等于1,其計算過程為:表達式中前一個i初值為1,然后i自增1變為2,因此表達式中第2個i初值為2,兩相乘的結果也為2,然后i值再自增1,得3。在第二次循環時,i值已有初值為3,因此表達式中前一個i為3,后一個i為4,乘積為12,然后i再自增1變為5。進入第三次循環,由于i 值已為5,所以這將是最后一次循環。計算表達式的值為5*6等于30。i值再自增1變為6,不再滿足循環條件,停止循環。從以上分析可以看出函數調用和宏調用二者在形式上相似,在本質上是完全不同的。

 

"\","#","#@"和"##"

    在用#define 定義時 , 斜杠("\")是用來續行的,"#"用來把參數轉換成字符串,是給參數加上雙引號。"##"則用來連接前后兩個參數,把它們變成一個字符串,"#@"是給參數加上單引號。下面的例子會使您很容易理解。

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写#define Conn(x,y) x##y

#define ToChar(a) #@a

#define ToString(x) #x

 

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写int n = Conn(123,456);   結果就是n=123456;

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写char* str = Conn("asdf", "adf")結果就是 str = "asdfadf";

char a = ToChar(1);結果就是a='1';

char* str = ToString(123132);就成了str="123132";

    為什么需要”#”,” #@”和”##”這三個操作符呢?原因如下:

    宏名在源程序中若用引號括起來,則預處理程序不對其作宏代換。如下:

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写#define OK 100

#include <stdio.h>

int main()

{
 printf("OK");
 printf("\n");
 return 0;
}


    上例中定義宏名OK表示100,但在printf語句中OK被引號括起來,因此不作宏代換。程序的運行結果為:OK,這表示把“OK”當字符串處理。

    同樣,宏名在源程序中若用單引號括起來,則預處理程序也不對其作宏代換。

宏定義的嵌套

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写    宏定義允許嵌套,在宏定義的字符串中可以使用已經定義的宏名。在宏展開時由預處理程序層層代換。例如:

澳大利亚代写assignment,代写论文,essay代写推荐-cs小码神代写#define PI 3.1415926

#define S PI*y*y

對語句: printf("%f",s);

在宏代換后變為: printf("%f",3.1415926*y*y);

結束語

    使用宏代替一個在程序中經常使用的常量,這樣該常量改變時,不用對整個程序進行修改,只修改宏定義的字符串即可,而且當常量比較長時,我們可以用較短的有意義的標識符來寫程序,這樣更方便一些。舉一個大家比較熟悉的例子,圓周率π是在數學上常用的一個值,有時我們會用3.14來表示,有時也會用3.1415926等,這要看計算所需要的精度,如果我們編制的一個程序中要多次使用它,那么需要確定一個數值,在本次運行中不改變,但也許后來發現程序所表現的精度有變化,需要改變它的值,這就需要修改程序中所有的相關數值,這會給我們帶來一定的不便,但如果使用宏定義,使用一個標識符來代替,則在修改時只修改宏定義即可,還可以減少輸入 3.1415926這樣長的數值多次的情況,我們可以如此定義 #define   pi   3.1415926,既減少了輸入又便于修改,何樂而不為呢?

    另外,使用帶參數的宏定義可完成函數調用的功能,又能減少系統開銷,提高運行效率。正如C語言中所講,函數的使用可以使程序更加模塊化,便于組織,而且可重復利用,但在發生函數調用時,需要保留調用函數的現場,以便子函數執行結束后能返回繼續執行,同樣在子函數執行完后要恢復調用函數的現場,這都需要一定的時間,如果子函數執行的操作比較多,這種轉換時間開銷可以忽略,但如果子函數完成的功能比較少,甚至于只完成一點操作,如一個乘法語句的操作,則這部分轉換開銷就相對較大了,但使用帶參數的宏定義就不會出現這個問題,因為它是在預處理階段即進行了宏展開,在執行時不需要轉換,即在當地執行。宏定義可完成簡單的操作,但復雜的操作還是要由函數調用來完成,而且宏定義所占用的目標代碼空間相對較大。所以在使用時要依據具體情況來決定是否使用宏定義。

 

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