C语言设计

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。
【例 9.2】
#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);
}
9.2.2 带参宏定义
    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。
    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：
    #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】
#define MAX(a,b) (a>b)?a:b
main(){
  int x,y,max;
  printf("input two numbers:    ");
  scanf("%d%d",&x,&y);
  max=MAX(x,y);
  printf("max=%d ",max);
}
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。程序第七行 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：
    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，宏名和形参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
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，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】
#define SQ(y) (y)*(y)
main(){
  int a,sq;
  printf("input a number:    ");
  scanf("%d",&a);
  sq=SQ(a+1);
  printf("sq=%d ",sq);
}
上例中第一行为宏定义，形参为 y。程序第七行宏调用中实参为 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】
#define SQ(y) y*y
main(){
  int a,sq;
  printf("input a number:    ");
  scanf("%d",&a);
  sq=SQ(a+1);
  printf("sq=%d ",sq);
}
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：
    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】
#define SQ(y) (y)*(y)
main(){
  int a,sq;
  printf("input a number:    ");
  scanf("%d",&a);
  sq=160/SQ(a+1);
  printf("sq=%d ",sq);
}
本程序与前例相比，只把宏调用语句改为：
    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：
    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】
#define SQ(y) ((y)*(y))
main(){
  int a,sq;
  printf("input a number:    ");
  scanf("%d",&a);
  sq=160/SQ(a+1);
  printf("sq=%d ",sq);
}
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。