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计算机科学类专升本复习之“C语言带参数的宏定义”详解(初稿)

凉夜lrs 2022-02-04 阅读 82

C语言带参数的宏定义

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",这点和函数有些类似。

对带有参数的宏,在展开过程中不仅要进行"字符串"的替换,还要用"实参"替换"形参"。

//带参数的 宏定义 一般形式为:

#define 宏明(形参列表) 字符串

//带参数的 宏调用 一般形式为:

宏明(实参列表);

例如:

#define M(y) y*y+3*y //宏定义

//TODO

k = M(5); //宏调用

//在宏展开时,用实参5去代替形参y,经预处理程序展开后的语句为:k=5*5+3*5

接下来咱们举个例子加深一下印象吧!!

eg:输出两个数中比较大的数

#include<stdio.h>

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

int main()

{

    int x,y,max;

    printf("input two numbers:\n");

    scanf("%d %d",&x,&y);

    max = MAX(x,y);

    printf("max=%d\n",max);

    return 0;

}

结果:

input two numbers:

10 20

max=20

程序第 2 行定义了一个带参数的宏,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 7 行max = MAX(x, y)为宏调用,实参 x、y 将用来代替形参 a、b。

宏展开后该语句为:

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

//对带参宏定义的说明

1. 带参宏定义中,形参之间可以出现空格,但是"宏名和形参列表"之间不能有空格出现。

例如把:

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

写为:

#define MAX  (a,b)  (a>b)?a:b //错误

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:

max = MAX(x,y);

将变为:

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

这显然是错误的。

2. 在带参宏定义中,"不会为形式参数分配内存",因此不必指明数据类型。

而在宏调用中,实参包含了具体的数据,要用它们去替换形参,因此实参必须要指明数据类型。

这一点和函数是不同的:在函数中,形参和实参是两个不同的变量,都有自己的作用域,调用时要把实参的值传递给形参;

而在带参数的宏中,只是符号的替换,不存在值传递的问题。

接下来讲个程序例子吧,加深印象

//eg:输入 n,输出 (n+1)^2 的值。

#include<stdio.h>

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

int main()

{

    int a,sq;

    printf("input a number: ");

    scanf("%d", &a);

    sq = SQ(a+1);

    printf("sq=%d\n", sq);

    return 0;

}

结果:

input a number: 9

sq=100

第 2 行为宏定义,形参为 y。第 7 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:

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传递给形参,而宏展开中对实参表达式不作计算,直接按照原样替换

3. 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。

例如上面的宏定义中 (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:

#include <stdio.h>

#define SQ(y) y*y

int main(){

    int a, sq;

    printf("input a number: ");

    scanf("%d", &a);

    sq = SQ(a+1);

    printf("sq=%d\n", sq);

    return 0;

}

结果为:

input a number: 9

sq=19

同样输入 9,但结果却是不一样的。问题在哪里呢?这是由于宏展开只是简单的符号替换的过程,没有任何其它的处理。宏替换后将得到以下语句:

sq=a+1*a+1;

由于 a 为 9,故 sq 的值为 19。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:

#include <stdio.h>

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

int main(){

    int a,sq;

    printf("input a number: ");

    scanf("%d", &a);

    sq = 200 / SQ(a+1);

    printf("sq=%d\n", sq);

    return 0;

}

与前面的代码相比,只是把宏调用语句改为:

sq = 200/SQ(a+1);

运行程序后,如果仍然输入 9,那么我们希望的结果为 2。

但实际情况并非如此:

input a number: 9

sq=200

为什么会得这样的结果呢?分析宏调用语句,在宏展开之后变为:

sq=200/(a+1)*(a+1);

a 为 9 时,由于“/”和“*”运算符优先级和结合性相同,所以先计算 200/(9+1),结果为 20,再计算 20*(9+1),最后得到 200。

为了得到正确答案,应该在宏定义中的整个字符串外加括号

#include <stdio.h>

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

int main(){

    int a,sq;

    printf("input a number: ");

    scanf("%d", &a);

    sq = 200 / SQ(a+1);

    printf("sq=%d\n", sq);

    return 0;

}

由此可见,对于带参宏定义不仅要在参数两侧加括号,还应该在整个字符串外加括号。



 

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