C语言带参数宏定义

时间：2014-08-17 10:29 点击：次

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。

对带参数的宏，在调用中，不仅要宏展开，而且要用实参去代换形参。

带参宏定义的一般形式为：
#define 宏名(形参表) 字符串
在字符串中含有各个形参。

带参宏调用的一般形式为：
宏名(实参表);
例如：

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#define M(y) y*y+3*y /*宏定义*/
/* …… */
k=M(5); /*宏调用*/

#define M(y) y*y+3*y    /*宏定义*/
/* …… */
k=M(5);    /*宏调用*/

在宏调用时，用实参5去代替形参y，经预处理宏展开后的语句为：
k=5*5+3*5

【例9-4】输出两个数中较大的数。

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#include <stdio.h>
#define MAX(a,b) (a>b) ? a : b
int main(void){
int x,y,max;
printf("input two numbers: ");
scanf("%d%d",&x,&y);
max=MAX(x,y);
printf("max=%d\n",max);
return 0;
}

#include <stdio.h>
#define MAX(a,b) (a>b) ? a : b
int main(void){
    int x,y,max;
    printf("input two numbers:    ");
    scanf("%d%d",&x,&y);
    max=MAX(x,y);
    printf("max=%d\n",max);
    return 0;
}

上例程序的第一行进行带参宏定义，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6行max=MAX(x,y)为宏调用，实参x、y，将代换形参a、b。宏展开后该语句为：

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max=(x>y) ? x : y;

max=(x>y) ? x : y;

用于计算x、y中的大数。

对于带参的宏定义有以下问题需要说明：
1) 带参宏定义中，形参之间可以出现空格，但是宏名和形参表之间不能有空格出现。例如把：

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#define MAX(a,b) (a>b)?a:b

#define MAX(a,b) (a>b)?a:b

写为：

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#define MAX (a,b) (a>b)?a:b

#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：

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max=MAX(x,y);

max=MAX(x,y);

将变为：

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max=(a,b)(a>b)?a:b(x,y);

max=(a,b)(a>b)?a:b(x,y);

这显然是错误的。

2) 在带参宏定义中，形式参数不分配内存单元，因此不必作类型定义。而宏调用中的实参有具体的值。要用它们去代换形参，因此必须作类型说明。这是与函数中的情况不同的。在函数中，形参和实参是两个不同的量，各有自己的作用域，调用时要把实参值赋予形参，进行“值传递”。而在带参宏中，只是符号代换，不存在值传递的问题。

3) 在宏定义中的形参是标识符，而宏调用中的实参可以是表达式。

【例9-5】输入 n，输出 (n+1)^2 的值。

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#include <stdio.h>
#define SQ(y) (y)*(y)
int main(void){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
return 0;
}

#include <stdio.h>
#define SQ(y) (y)*(y)
int main(void){
    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1行为宏定义，形参为y。程序第6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：

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sq=(a+1)*(a+1);

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赋予形参。而宏代换中对实参表达式不作计算直接地照原样代换。

4) 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。在上例中的宏定义中(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（【例9.6】）：

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#include <stdio.h>
#define SQ(y) y*y
int main(void){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
return 0;
}

#include <stdio.h>
#define SQ(y) y*y
int main(void){
    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:3
sq=7
同样输入3，但结果却是不一样的。问题在哪里呢？这是由于代换只作符号代换而不作其它处理而造成的。宏代换后将得到以下语句：

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sq=a+1*a+1;

sq=a+1*a+1;

由于a为3故sq的值为7。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（【例9.7】）：

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#include <stdio.h>
#define SQ(y) (y)*(y)
int main(void){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=160/SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
return 0;
}

#include <stdio.h>
#define SQ(y) (y)*(y)
int main(void){
    int a,sq;
    printf("input a number:    ");
    scanf("%d",&a);
    sq=160/SQ(a+1);
    printf("sq=%d\n",sq);
    return 0;
}

本程序与前例相比，只把宏调用语句改为：

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sq=160/SQ(a+1);

sq=160/SQ(a+1);

运行本程序如输入值仍为3时，希望结果为10。但实际运行的结果如下：
input a number:3
sq=160
为什么会得这样的结果呢?分析宏调用语句，在宏代换之后变为：

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sq=160/(a+1)*(a+1);

sq=160/(a+1)*(a+1);

a为3时，由于“/”和“*”运算符优先级和结合性相同，则先作160/(3+1)得40，再作40*(3+1)最后得160。为了得到正确答案应在宏定义中的整个字符串外加括号，程序修改如下（【例9.8】）：

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#include <stdio.h>
#define SQ(y) ((y)*(y))
int main(void){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=160/SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
return 0;
}

#include <stdio.h>
#define SQ(y) ((y)*(y))
int main(void){
    int a,sq;
    printf("input a number:    ");
    scanf("%d",&a);
    sq=160/SQ(a+1);
    printf("sq=%d\n",sq);
    return 0;
}

以上讨论说明，对于宏定义不仅应在参数两侧加括号，也应在整个字符串外加括号。

带参的宏和带参函数很相似，但有本质上的不同，除上面已谈到的各点外，把同一表达式用函数处理与用宏处理两者的结果有可能是不同的。

【例9-9】用函数计算平方

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#include <stdio.h>
int main(void){
int i=1;
while(i<=5)
printf("%d^2 = %d\n", (i-1), SQ(i++));
return 0;
}
int SQ(int y){
return ((y)*(y));
}

#include <stdio.h>
int main(void){
    int i=1;
    while(i<=5)
        printf("%d^2 = %d\n", (i-1), SQ(i++));
    return 0;
}
int SQ(int y){
  return ((y)*(y));
}

运行结果：
1^2 = 1
2^2 = 4
3^2 = 9
4^2 = 16
5^2 = 25

【例9-10】用宏计算平方

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#include <stdio.h>
#define SQ(y) ((y)*(y))
int main(void){
int i=1;
while(i<=5)
printf("%d^2 = %d\n", i, SQ(i++));
return 0;
}

#include <stdio.h>
#define SQ(y) ((y)*(y))
int main(void){
    int i=1;
    while(i<=5)
        printf("%d^2 = %d\n", i, SQ(i++));
    return 0;
}

运行结果：
1^2 = 1
3^2 = 9
5^2 = 25

注意：【例9-10】的运行结果在不同的编译器下可能不一样。VC6.0下输出结果与上面相同，MinGW的输出结果为：
3^2 = 1
5^2 = 9
7^2 = 25

这与 printf() 参数列表中表达式的计算顺序和优先级有关，这里不深究。

在【例9-9】中函数名为SQ，形参为Y，函数体表达式为((y)*(y))。在【例9-10】中宏名为SQ，形参也为y，字符串表达式为(y)*(y))。【例9-9】的函数调用为SQ(i++)，【例9-10】的宏调用为SQ(i++)，实参也是相同的。从输出结果来看，却大不相同。

分析如下：在【例9-9】中，函数调用是把实参i值传给形参y后自增1。然后输出函数值。因而要循环5次。输出1~5的平方值。而在【例9-10】中宏调用时，只作代换。SQ(i++)被代换为((i++)*(i++))。第一次循环，i 的值为1，(i++)*(i++)=1；第二次循环 i 的值为 3，(i++)*(i++)=9；第三次循环 i 的值为 5，(i++)*(i++)=25；第四次循环，i 的值为7，终止循环。

从以上分析可以看出函数调用和宏调用二者在形式上相似，在本质上是完全不同的。

宏定义也可用来定义多个语句，在宏调用时，把这些语句又代换到源程序内。看下面的例子。

【例9-11】

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#include <stdio.h>
#define SSSV(s1,s2,s3,v) s1=l*w;s2=l*h;s3=w*h;v=w*l*h;
int main(void){
int l=3,w=4,h=5,sa,sb,sc,vv;
SSSV(sa,sb,sc,vv);
printf("sa=%d\nsb=%d\nsc=%d\nvv=%d\n",sa,sb,sc,vv);
return 0;
}

#include <stdio.h>
#define SSSV(s1,s2,s3,v) s1=l*w;s2=l*h;s3=w*h;v=w*l*h;
int main(void){
    int l=3,w=4,h=5,sa,sb,sc,vv;
    SSSV(sa,sb,sc,vv);
    printf("sa=%d\nsb=%d\nsc=%d\nvv=%d\n",sa,sb,sc,vv);
    return 0;
}

程序第一行为宏定义，用宏名SSSV表示4个赋值语句，4 个形参分别为4个赋值符左部的变量。在宏调用时，把4个语句展开并用实参代替形参。使计算结果送入实参之中。

来源：未知/所属分类：基础教程/更新时间：2014-08-17 10:29

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