C 语言中的宏
C 语言中的宏是赋予特定常量值或代码语句的名称,在编译处理器之前,这些常量值或代码会被替换为相应的值/代码。 C 宏 使用 #define 预处理器指令定义。
宏 对于代码可重用性、定义常量值、定义内联函数和条件编译非常有用。
以下是我们将在本教程中介绍的不同类型的 C 宏 -
- 类对象宏
- 类函数宏
- 链式宏
- 可变参数宏
- 预定义宏
类对象宏
定义常量的宏是类对象宏。
语法
使用以下语法 -
#define name value
类对象宏示例
在以下示例中,我们定义了一个类对象宏 -
#include <stdio.h> // 定义宏 #define PI 3.14 #define MAX 10 int main() { // 打印值 printf("Value of PI = %d ", PI); printf("Value of MAX = %d ", MAX); return 0; }
类函数宏
要定义类函数宏,请使用相同的"#define"指令,但在宏名称后紧接着一对括号,并带有一个或多个参数。只有当宏名称后跟一对括号时,才会展开此类宏。
预处理器展开此类宏时,会将指定的参数合并到替换文本中。类函数宏通常称为带参数(或实参)的宏。
语法
类函数宏的定义如下 -
#define macro_name([parameter_list]) replacement_text
类函数宏示例
下面给出了一个类函数宏的示例 -
#include <stdio.h> #define square(x) ((x) * (x)) int main(){ int x = 5; printf("x: %d Square of x: %d", x, square(x)); return 0; }
输出
运行此代码时,将产生以下输出 -
x: 5 Square of x: 25
定义类函数宏的规则
一些定义函数的规则也适用于宏 -
- 宏可以不带参数定义
- 宏可以带有固定数量的参数定义
- 宏可以带有可变数量的参数定义
例如,当您使用这样的宏时,逗号分隔的参数列表必须包含与宏定义中的参数数量相同的参数。
不带参数的类函数宏
类函数宏也可以不带参数定义。
示例 1
以下示例展示了如何使用不带参数的宏 -
#include <stdio.h> #define MESSAGE() printf("Hello World"); int main() { int x = 5; MESSAGE(); return 0; }
输出
运行代码并检查其输出 −
Hello World
一些标准库也提供了宏定义。例如,getchar() 宏展开后,实现了 getc() 函数,如下所示:-
#define getchar() getc(stdin)
类似地,putchar() 宏封装了 putc() 函数:-
#define putchar(x) putc(x, stdout)
示例 2
以下程序定义了一个名为 LOOP(x) 的宏,并运行一个 for 循环,循环次数作为其参数:-
#include <stdio.h> #define LOOP(x) {\ for (int i = 1; i <= x; i++)\ printf("Iteration no: %d ", i);\ } int main() { int x = 3; LOOP(x); }
输出
运行此代码时,将产生以下输出 -
Iteration no: 1 Iteration no: 2 Iteration no: 3
链式宏
当一个宏嵌套在另一个宏中时,它们被称为链式宏。
链式宏示例
以下示例展示了如何使用链式宏 -
#include <stdio.h> #define PI 3.142 #define CIRCUMFERENCE(x) (2*PI*x) int main(){ int x = 5; printf("Circumference of a circle with radius %d is %f", x, CIRCUMFERENCE(x)); return 0; }
输出
运行此代码时,将产生以下输出 -
Circumference of a circle with radius 5 is 31.420000
可变参数宏
您还可以定义具有可变数量参数的宏或可变参数宏。具有可变长度参数的宏是一种允许宏接受任意数量参数的功能。您可以将位置参数和关键字参数传递给宏。
定义可变参数宏时,省略号 () 作为参数,用于捕获可变数量的参数。要使用可变参数宏,可以将省略号指定为宏定义中的最后一个形式参数。此标记序列将替换宏主体中出现的标识符 __VA_ARGS__。
__VA_ARGS__ 将被替换为与省略号匹配的所有参数,包括它们之间的逗号。请注意,可变参数宏只能在兼容 C99 及以上版本的 C 编译器中使用。
可变参数宏示例
请看以下示例 -
#include <stdio.h> #define MAX_ARGS 5 // 定义允许的最大参数数量 #define ARGS(x, ...) do {\ printf("%d ", ##__VA_ARGS__); \ } while (0) int main() { ARGS(1, 2, 3); // 3 参数 ARGS(1, 2, 3, 4, 5, 6); // 6 参数 return 0; }
输出
运行代码并检查其输出 −
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预定义宏
ANSI C 定义了许多宏。虽然每个宏都可以在编程中使用,但不应直接修改预定义宏。
宏 | 描述 |
---|---|
__DATE__ | 以字符形式表示的当前日期,格式为"MMM DD YYYY"。 |
__TIME__ | 以字符形式表示的当前时间,格式为"HH:MM:SS"。 |
__FILE__ | 包含当前文件名的字符串字面量。 |
__LINE__ | 它包含当前行号,为十进制常量。 |
__STDC__ | 当编译器符合 ANSI 标准时,定义为 1。 |
示例
以下示例演示了如何在 C 程序中使用预定义宏 -
#include <stdio.h> int main() { printf("File :%s ", __FILE__ ); printf("Date :%s ", __DATE__ ); printf("Time :%s ", __TIME__ ); printf("Line :%d ", __LINE__ ); printf("ANSI :%d ", __STDC__ ); }
输出
运行此代码时,将产生以下输出 -
File: main.c Date: Mar 6 2024 Time: 20:12:19 Line: 8 ANSI: 1