详解#define

我们要知道，#define后面定义的标识符只进行替换而不进行计算，我们不能根据惯性自动给它计算了，这样可能会出错。

1.关于#define

1.1#define定义标识符

1.2#define定义宏

1.3#define的替换规则

2.#和##

1.#

2.##

3.带副作用的宏参数

4.宏和函数的比较

5.命名的约定

6.#undef：可以移除宏定义

1.关于#define

1.1#define定义标识符

使用格式：#define name stuff

例如：#define MAX 1000 （这个是我们经常用到的）

#define reg register 为register创建一个简短的名字reg

#define do_forever for( ；； ) 用更形象的符号来替换一种实现

#define CASE break;case 写case语句的时候自动把break写上

我们可以举个代码例子来理解
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>

//CASE break 来举例

#define CASE break;case//它的意思就是把原来case的位置，替换为break;case
int main()
{
	int input = 0;
	int flag = 0;
	printf("请选择:>");
	scanf("%d ", &input);
	switch (input)
	{
	case 1:
		flag = 1;
	CASE 2:  
		flag = 2;
	CASE 3:
	    flag = 3;
	CASE 4:
		flag = 4;
	default:
		break;
	}
	printf("flag=%d\n", flag);
	return 0;
}
我们可以看到，对应CASE的位置被替换为 break；case 这样我们就不必每次都写break，因为我们有时会忘记写break，这样就很方便了，是不是很奇妙。

还有一点，在define定义标识符的时候，后面一般不要加“ ；”有时会出错误

还记得我们以前说过的悬空else吗，我们来举个例子：
#define MAX 100;

int main()
{
	int m = 0;
	scanf("%d", &m);
	if (m >= 0)
		m = MAX;
	else
		m = -1;
	printf("%d\n", m);
	return 0;
}

1.2#define定义宏

1.#define机制包括了一个规定，允许把参数替换到文本中，这种实现通常称为宏（macro）或定义宏（define macro）

2.宏的申明方式:#define name（parament_list） stuff

其中: name（parament_list）是指宏的参数

parament_list是一个由逗号隔开的符号表，它可能出现在stuff中

stuff是宏的内容

3.参数列表的左括号必须与name紧邻，如果二者之间有任何空白存在，参数列表就会被解释为stuff的一部分

我们看个例子：
#define SQUARE(x) x*x

int main()
{
	printf("%d\n", SQUARE(5));
	printf("%f\n", SQUARE(5.0));
	return 0;
}
但是这种定义方式存在隐患，我们之前说过#define定义的内容只进行替换而不计算，如果此时，我们把5改为5+1，它的值又是多少呢？

我们不妨先猜测一下，相信大多数人都回答36，但我们试着编译一下，发现结果和我们想象中不同
#define SQUARE(x) x*x

int main()
{
	printf("%d\n", SQUARE(5+1));
	return 0;
}
我们发现结果是11，并不是我们想想中的36，我们来解释一下

SQUARE（5+1）就是 5+1*5+1 =11

所以此时，我们又得到了几个注意点：

在写宏时，我们要勇于加括号，防止代码中进行替换时，代码结果可能出现错误

当我们希望计算结果是一个整体时，建议整体给stuff加括号

例如：#define SQUARE(x) （（x）*（x））这样就不会出现错误了

同时，宏的参数也可以是多个

例子：
#define MAX(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))

int main()
{
	int m = MAX(100, 443);
	printf("m=%d\n", m);
	return 0;
}

1.3#define的替换规则

虽然我们前面说define时可能已经说过了它的替换规则，但是在这里还是要给大家总结一下，方便大家总结：

在程序中扩展#define定义符号和宏时，需要涉及几个步骤：

1.在调用宏时，首先对参数进行检查，看看是否包含任何由define定义的符号，如果是，它们首先被替换

2.替换文本随后被插入到程序中原来的文本位置，对于宏，参数名被它们的值所替换

3.最后，再次对结果文件进行扫描，看看它是否包含任何由#define 定义的符号，如果是，就重复上述处理过程

注意：

1.宏参数和#define定义中可以出现其他#define定义的符号，但对于宏，不能出现递归

2.当预处理器搜索到#define定义的符号的时候，字符串常量的内容并不被搜索

2.#和##

1.#

1.#它把参数插入到字符串中

2.用#把一个宏参数变为对应的字符串

这样说可能难以理解，我们直接看代码例子：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>

#define PRINT1(x) printf("the value of "#x" is %d\n",x)

#define PRINT2(format,x) printf("the value of "#x" is "format" \n",x)

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	float f = 3.14f;
//#把宏参数插入到字符串中
	PRINT1(a);
	PRINT1(b);

//把宏参数变成对应的字符串
	
	PRINT2("%f", f);
	return 0;
}

2.##

1.##可以把位于它两边的符号合成一个符号

2.它允许宏定义从分离的文件片段创建标识符

但是我们要注意，这样的连接必须产生一个合法的标识符，否则其结果就是未定义的

看个代码例子：
#define CAT(x,y,z) x##y##z

int main()
{

	int iampig = 2023;
	printf("%d\n", CAT(i,am,pig));
	return 0;
}

3.带副作用的宏参数

当宏参数在宏的定义中出现超过一次的时候，如果参数带有副作用，那么你在使用这个宏的时候就可能出现危险导致不可预测的后果。副作用就是表达式求值的时候出现永久性效果
#define MAX(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))
int main()
{
	int a = 4;
	int b = 6;
	int m = MAX(a++, b++);//带有副作用的参数
	printf("a=%d  b=%d  m=%d \n", a, b,m);
	return 0;
}
我们本以为打印出来的会是5,7,6.为什么会这样呢？我们来分析一下

但如果我们把它封装成函数，它就不会有这个副作用，这是因为函数会先计算再传参，和宏不一样，只替换不计算

我们看个函数例子：
int Max(int x, int y)
{
	return (x > y ? x : y);
}
int main()
{
	int a = 4;
	int b = 6;
	int m = Max(a++, b++);
	printf("a=%d  b=%d  m=%d \n", a, b,m);
	return 0;
}
所以，接下来就引出了函数和宏的对比，让我们接着学习

4.宏和函数的比较

我们从以下七点进行比较：

1.代码长度

宏：每次使用时，宏代码都会被插入到程序中，除了非常小的宏之外，程序的长度会大幅度增长

函数：函数代码只出现于一个地方，每次使用这个函数时，都会调用那个地方的同一份代码

2.执行速度
宏：更快

函数：存在函数的调用和返回的额外开销，所以相对慢一些

3.操作符的优先级

宏：宏参数的求值是在所以周围表达式的上下文环境里，除非加上括号，否则邻近操作符的优先级可能会产生不可预料的后果，所以建议宏在书写的时候多加括号

函数：函数参数只在函数调用的时候求值一次，它的结果值传递给函数，表达式的求值结果更容易预判

4.带有副作用的参数

宏：参数可能被替换到宏体中的多个位置，所以带有副作用的参数求值可能会产生不可预料的结果

函数：函数参数只在传参的时候求值一次，结果更容易控制

5.参数类型

宏：宏的参数与类型无关，只要对参数的操作是合法的，它就可以使用任何参数类型

函数：函数的参数是与类型有关的，如果参数的类型不同，就需要不同的函数，即使它们执行的任务是相同的

6.调试

宏：宏是不方便调试的

函数：函数是可以逐语句调试的

7.递归

宏：不能递归

函数：可以递归

5.命名的约定

一般来讲，函数和宏的使用语法很相似，所以C语言没有规定它们的使用语法

我们约定俗成

宏命名就大写，函数名不要全大写

但有时宏也有小写特例，我们要注意

6.#undef：可以移除宏定义

这个函数是可以移除宏定义的，我们看个例子：
#define MAX 100

int main()
{
	printf("%d\n",MAX);//可以执行
#undef MAX
	//printf("%d\n",MAX);//不可执行
	return 0;
}
当我们#undef MAX后，在打印MXA，VS会提示我们MXA未定义，这就是它移除了宏定义。