2.C语言无参数宏定义

在C语言源程序中允许用一个标识符来表示一个字符串，称为“宏”。

被定义为“宏”的标识符称为“宏名”。在编译预处理时，对程序中所有出现的“宏名”，都用宏定义中的字符串去代换，这称为“宏代换”或“宏展开”。

宏定义是由源程序中的宏定义命令完成的。宏代换是由预处理程序自动完成的。在C语言中，“宏”分为有参数和无参数两种。本节讨论无参数宏。

无参宏定义

无参宏的宏名后不带参数。其定义的一般形式为：
#define 标识符字符串
其中的“#”表示这是一条预处理命令。凡是以“#”开头的均为预处理命令。“define”为宏定义命令。“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。

在前面介绍过的符号常量的定义就是一种无参宏定义。此外，常对程序中反复使用的表达式进行宏定义。例如：

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

它的作用是指定标识符M来代替表达式(yy+3y)。在编写源程序时，所有的(yy+3y)都可由M代替，而对源程序作编译时，将先由预处理程序进行宏代换，即用(yy+3y)表达式去置换所有的宏名M，然后再进行编译。

【例9-1】

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

上例程序中首先进行宏定义，定义M来替代表达式(yy+3y)，在s=3M+4M+5* M中作了宏调用。在预处理时经宏展开后该语句变为：

s=3*(y*y+3*y)+4*(y*y+3*y)+5*(y*y+3*y);

但要注意的是，在宏定义中表达式(yy+3y)两边的括号不能少。否则会发生错误。如当作以下定义后：

#difine M y*y+3*y

在宏展开时将得到下述语句：

s=3*y*y+3*y+4*y*y+3*y+5*y*y+3*y;

这相当于：
3y2+3y+4y2+3y+5y2+3y
显然与原题意要求不符。计算结果当然是错误的。因此在作宏定义时必须十分注意。应保证在宏代换之后不发生错误。

对于宏定义还要说明以下几点：
1) 宏定义是用宏名来表示一个字符串，在宏展开时又以该字符串取代宏名，这只是一种简单的代换，字符串中可以含任何字符，可以是常数，也可以是表达式，预处理程序对它不作任何检查。如有错误，只能在编译已被宏展开后的源程序时发现。

2) 宏定义不是说明或语句，在行末不必加分号，如加上分号则连分号也一起置换。

3) 宏定义必须写在函数之外，其作用域为宏定义命令起到源程序结束。如要终止其作用域可使用#undef命令。例如：

#define PI 3.14159
main(){
    /* …… */
}
#undef PI
f1(){
    /* …… */
}

表示PI只在main函数中有效，在f1中无效。

4) 宏名在源程序中若用引号括起来，则预处理程序不对其作宏代换。如下所示（【例92】）：

#define OK 100
main(){
    printf("OK");
    printf("
");
}

上例中定义宏名OK表示100，但在printf语句中OK被引号括起来，因此不作宏代换。程序的运行结果为：OK这表示把“OK”当字符串处理。

5) 宏定义允许嵌套，在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名。在宏展开时由预处理程序层层代换。例如：

#define PI 3.1415926
#define S PI*y*y    /* PI是已定义的宏名*/

对语句：

printf("%f",S);

在宏代换后变为：

printf("%f",3.1415926*y*y);

6) 习惯上宏名用大写字母表示，以便于与变量区别。但也允许用小写字母。

7) 可用宏定义表示数据类型，使书写方便。例如：

#define STU struct stu

在程序中可用STU作变量说明：

STU body[5],*p;
#define INTEGER int

在程序中即可用INTEGER作整型变量说明：

INTEGER a,b;

应注意用宏定义表示数据类型和用typedef定义数据说明符的区别。宏定义只是简单的字符串代换，是在预处理完成的，而typedef是在编译时处理的，它不是作简单的代换，而是对类型说明符重新命名。被命名的标识符具有类型定义说明的功能。

请看下面的例子：

#define PIN1 int *
typedef (int *) PIN2;

从形式上看这两者相似，但在实际使用中却不相同。

下面用PIN1，PIN2说明变量时就可以看出它们的区别：

PIN1 a,b;

在宏代换后变成：

int *a,b;

表示a是指向整型的指针变量，而b是整型变量。然而：

PIN2 a,b;

表示a、b都是指向整型的指针变量。因为PIN2是一个类型说明符。由这个例子可见，宏定义虽然也可表示数据类型，但毕竟是作字符代换。在使用时要分外小心，以避出错。

8) 对“输出格式”作宏定义，可以减少书写麻烦。

【例9-3】中就采用了这种方法。

#define P printf
#define D "%d
"
#define F "%f
"
main(){
    int a=5, c=8, e=11;
    float b=3.8, d=9.7, f=21.08;
    P(D F,a,b);
    P(D F,c,d);
    P(D F,e,f);
}