How to Use #define
时间：2010-03-06 来源：victorgreat
#define命令
#define命令主要可以实现两种功能： 1) 符号常量定义 2) 宏定义
符号常量定义
在介绍符号常量定义之前，首先分析如下的程序。 例11-1 输入全班20个同学的C语言成绩，并计算出最高分同学的姓名和成绩，并计算出全班C语言成绩的平均分。 #include "stdio.h" void main() { float fAvg; /*平均成绩 */ float fMax; /*最高成绩 */ int iMax; float fSum; int i; /*C语言成绩(20人) */ float fCScore[20]={78.5,65,89,65,45,62,89,99,85,85, 100,58,98,86,68,66,85.5,89.5,75,76}; /*全班同学的姓名(20人) */ char chNames[][20]= { "Maofen","LiuTao","Wangyu","Songbou", "Liyang", "Wangming","Renhon", "Wuyong","Luming","Sunce","Zhangjie","Yuanquan", "Yangjing","Yubing","XingWen","Huangxing","Dingwen","Quyang","Liufeng","Hanhan" }; /*计算总分*/ fSum=0; for(i=0;i<20;i++) fSum=fSum+fCScore[i]; /*计算平均分*/ fAvg =fSum/20; /*计算最高分*/ fMax = fCScore[0]; iMax=0; for(i=0;i<20;i++) { if(fMax<fCScore[i]) { iMax=i; fMax= fCScore[i]; } } /*输出信息*/ printf("\nThe Score of C Programming Language\n"); printf("The first is %10s \n",chNames[iMax]); printf("The Score is %10.2f \n",fCScore[iMax]); printf("The Average is %10.2f \n",fAvg); } 在上面的程序中，20是一整型常量，代表全班同学的总人数。根据求解问题的需要，20出现了多次。如果将此程序修改，以便处理一个具有25个同学的班级，则需要进行多处的改动。在实际的软件开发中，一个简单的常量可能在整个软件的不同部分出现上百次或上千次，并可能代表不同的信息。在移植过程中，采用手工修改，十分容易出现错误。因此C语言中引入了符号常量，形式如下： #define 符号常量名称 替换文本 其中#define 为预编译命令，“替换文本”为“符号常量”所代表的字符序列集合，可以为任意字符的组合。在程序代码被编译之前，编译系统自动将所有符号常量出现的位置，被其代表的“替换文本”无条件的替换，然后再进行语法检查和编译。因此利用符号常量，例11-１可改写为 #include "stdio.h" #define STUDENT_COUNT 20 void main() { …… /*C语言成绩(20人) */ float fCScore[STUDENT_COUNT ]={…}; char chNames[][STUDENT_COUNT ]={ …}; fSum=0; for(i=0;i<STUDENT_COUNT;i++) fSum=fSum+fCScore[i]; fAvg =fSum/STUDENT_COUNT ; … for(i=0;i<STUDENT_COUNT ;i++) { …… } } 为了节省空间，上述程序仅仅显示了修改后的部分。结合例11-1，将所有20用STUDENT_COUNT替换即可。其中 #define STUDENT_COUNT 20 是定义符号常量STUDENT_COUNT，其替换文本为20，代表20这样一个字符序列集合，在程序编译时，所有STUDENT_COUNT出现的位置均被20 无条件的替换。 如果将上述程序修改为处理具有30位同学的班级，只需修改定义 #define STUDENT_COUNT 30 即可。从上面的分析可以看出，恰当的使用符号常量可以增强程序的可移植能力。 提示 符号常量出现的位置，最终将无条件替换为其代表的字符序列集合，并不做语法检查。在编译程序时再进行语法检查。另外，符号常量定义的末尾不能有分号，与普通的程序语句不同。 符号常量的所带代表字符序列集合，可以为空，形式如下： #define 编译标志 此命令的主要用途是引入编译标志，根据不同的编译标志，编译系统可以完成对不同代码段的编译。例如下面的程序 例11-2 在Windows系统中int 为32位数，在Dos中long为32位数。为了程序在两个系统中移植，可以定义INT32，保证在两种系统中利用INT32声明的变量为32位整型数。 #include "stdio.h" #ifdef MY_DOS #define INT16 int #define INT32 long #endif #ifdef MY_WIN32 #define INT16 short #define INT32 int #endif void main() { INT32 a; a=32; printf("%ld",a); } 其中MY_WIN32和MY_DOS为编译标志，本段程序的主要目的是保证INT32类型数总是32位的整型数，在DOS系统中编译的时候增加代码 #define MY_DOS 此时INT32代表long。 在Windows系统下编译的时候，修改为 #define MY_WIN32 此时INT32代表int。 提示 符号常量与变量常常混淆。符号常量是一个有名字，因此其与变量相似，但是其值在程序运行过程中不能更改，与常量类似。 一般符号常量的名称采用大写字母，用于区分变量。 将常用的常量定义为符号常量是一种良好的设计习惯。
宏定义
C语言还提供另外一种带参数的#define命令，其英文为macro，一般翻译为宏。其形式如下： #define 宏(参数列表) 替换文本 其中一般称“替换文本”为宏定义。例如 #define Sum(a,b) a+b 中Sum为宏，a,b为参数列表，a+b为宏定义。在下面的代码中 a=Sum(2,3); 在编译阶段，被替换为 a=2+3; 然后，再编译成可执行代码。 例10-3 定义宏FAILED用于检测数据的正确性。 #define FAILED(Status) ((Status)<0) #include "stdio.h" void main() { int d; printf ("Please input a integer number(n>0)\n"); do { scanf("%d" ,&d); }while(FAILED(d)); } 其中while(FAILED(d))在编译之前被无条件替换为while(d<0)。 宏定义和调用在形式与函数比较相似，但是原理是不同。 例10-4 定义Add函数实现两个数的乘法。 double Add(int a,int b) { return a*b; } void main() { double a,b; double e,f; a=3; b=2; e=Add(a,2); f=Add(b+1,2); printf("e=%ff=%f",e,f); } 程序的运行结果如下 e=6.000000f=6.000000 在下面代码与上面的代码类似，但是运行结果不同。 例10-5 定义Add宏实现两个数的乘法。 #define Add(a,b)? a*b void main() { double a,b; double e,f; a=3; b=2; e=Add(a,2); f=Add(b+1,2); printf("e=%f,f=%f",e,f); } 程序的运行结果如下 e=6.000000,f=4.000000 在编译之前，系统做如下的处理： e=Add(a,2)替换为e=a*2； f=Add(b+1,2)替换为f=b+1*2;
因此在使用宏的时候，一定要注意与函数区分。首先宏是一种预编译指令，函数为程序指令。其次宏的作用是定义一种带参数的代码替换方法，在编译之后不会形成独立的代码段；而函数在编译之后会形成相对独立的代码段。 提示 函数定义是将一块公共的代码封装成一个函数，系统编译之后，此部分的机器指令依然作为一个相对对立的代码段。宏的定义仅仅是定义一个带参数的文本替换编译指令，在编译的时候所有的宏将被其代表的信息替换，而在编译之后，对应的机器指令不独立存在。 宏的使用与函数的调用不同。宏的使用发生在程序代码编译成为机器指令之前，而函数的调用发生在程序运行的时候。函数调用会产生额外系统开销，而宏的使用会加大程序代码量，函数的使用会减少程序的代码量。使用宏可以获得更高的代码运行效率，因为其不存在函数调用。
#define命令主要可以实现两种功能： 1) 符号常量定义 2) 宏定义
符号常量定义
在介绍符号常量定义之前，首先分析如下的程序。 例11-1 输入全班20个同学的C语言成绩，并计算出最高分同学的姓名和成绩，并计算出全班C语言成绩的平均分。 #include "stdio.h" void main() { float fAvg; /*平均成绩 */ float fMax; /*最高成绩 */ int iMax; float fSum; int i; /*C语言成绩(20人) */ float fCScore[20]={78.5,65,89,65,45,62,89,99,85,85, 100,58,98,86,68,66,85.5,89.5,75,76}; /*全班同学的姓名(20人) */ char chNames[][20]= { "Maofen","LiuTao","Wangyu","Songbou", "Liyang", "Wangming","Renhon", "Wuyong","Luming","Sunce","Zhangjie","Yuanquan", "Yangjing","Yubing","XingWen","Huangxing","Dingwen","Quyang","Liufeng","Hanhan" }; /*计算总分*/ fSum=0; for(i=0;i<20;i++) fSum=fSum+fCScore[i]; /*计算平均分*/ fAvg =fSum/20; /*计算最高分*/ fMax = fCScore[0]; iMax=0; for(i=0;i<20;i++) { if(fMax<fCScore[i]) { iMax=i; fMax= fCScore[i]; } } /*输出信息*/ printf("\nThe Score of C Programming Language\n"); printf("The first is %10s \n",chNames[iMax]); printf("The Score is %10.2f \n",fCScore[iMax]); printf("The Average is %10.2f \n",fAvg); } 在上面的程序中，20是一整型常量，代表全班同学的总人数。根据求解问题的需要，20出现了多次。如果将此程序修改，以便处理一个具有25个同学的班级，则需要进行多处的改动。在实际的软件开发中，一个简单的常量可能在整个软件的不同部分出现上百次或上千次，并可能代表不同的信息。在移植过程中，采用手工修改，十分容易出现错误。因此C语言中引入了符号常量，形式如下： #define 符号常量名称 替换文本 其中#define 为预编译命令，“替换文本”为“符号常量”所代表的字符序列集合，可以为任意字符的组合。在程序代码被编译之前，编译系统自动将所有符号常量出现的位置，被其代表的“替换文本”无条件的替换，然后再进行语法检查和编译。因此利用符号常量，例11-１可改写为 #include "stdio.h" #define STUDENT_COUNT 20 void main() { …… /*C语言成绩(20人) */ float fCScore[STUDENT_COUNT ]={…}; char chNames[][STUDENT_COUNT ]={ …}; fSum=0; for(i=0;i<STUDENT_COUNT;i++) fSum=fSum+fCScore[i]; fAvg =fSum/STUDENT_COUNT ; … for(i=0;i<STUDENT_COUNT ;i++) { …… } } 为了节省空间，上述程序仅仅显示了修改后的部分。结合例11-1，将所有20用STUDENT_COUNT替换即可。其中 #define STUDENT_COUNT 20 是定义符号常量STUDENT_COUNT，其替换文本为20，代表20这样一个字符序列集合，在程序编译时，所有STUDENT_COUNT出现的位置均被20 无条件的替换。 如果将上述程序修改为处理具有30位同学的班级，只需修改定义 #define STUDENT_COUNT 30 即可。从上面的分析可以看出，恰当的使用符号常量可以增强程序的可移植能力。 提示 符号常量出现的位置，最终将无条件替换为其代表的字符序列集合，并不做语法检查。在编译程序时再进行语法检查。另外，符号常量定义的末尾不能有分号，与普通的程序语句不同。 符号常量的所带代表字符序列集合，可以为空，形式如下： #define 编译标志 此命令的主要用途是引入编译标志，根据不同的编译标志，编译系统可以完成对不同代码段的编译。例如下面的程序 例11-2 在Windows系统中int 为32位数，在Dos中long为32位数。为了程序在两个系统中移植，可以定义INT32，保证在两种系统中利用INT32声明的变量为32位整型数。 #include "stdio.h" #ifdef MY_DOS #define INT16 int #define INT32 long #endif #ifdef MY_WIN32 #define INT16 short #define INT32 int #endif void main() { INT32 a; a=32; printf("%ld",a); } 其中MY_WIN32和MY_DOS为编译标志，本段程序的主要目的是保证INT32类型数总是32位的整型数，在DOS系统中编译的时候增加代码 #define MY_DOS 此时INT32代表long。 在Windows系统下编译的时候，修改为 #define MY_WIN32 此时INT32代表int。 提示 符号常量与变量常常混淆。符号常量是一个有名字，因此其与变量相似，但是其值在程序运行过程中不能更改，与常量类似。 一般符号常量的名称采用大写字母，用于区分变量。 将常用的常量定义为符号常量是一种良好的设计习惯。
宏定义
C语言还提供另外一种带参数的#define命令，其英文为macro，一般翻译为宏。其形式如下： #define 宏(参数列表) 替换文本 其中一般称“替换文本”为宏定义。例如 #define Sum(a,b) a+b 中Sum为宏，a,b为参数列表，a+b为宏定义。在下面的代码中 a=Sum(2,3); 在编译阶段，被替换为 a=2+3; 然后，再编译成可执行代码。 例10-3 定义宏FAILED用于检测数据的正确性。 #define FAILED(Status) ((Status)<0) #include "stdio.h" void main() { int d; printf ("Please input a integer number(n>0)\n"); do { scanf("%d" ,&d); }while(FAILED(d)); } 其中while(FAILED(d))在编译之前被无条件替换为while(d<0)。 宏定义和调用在形式与函数比较相似，但是原理是不同。 例10-4 定义Add函数实现两个数的乘法。 double Add(int a,int b) { return a*b; } void main() { double a,b; double e,f; a=3; b=2; e=Add(a,2); f=Add(b+1,2); printf("e=%ff=%f",e,f); } 程序的运行结果如下 e=6.000000f=6.000000 在下面代码与上面的代码类似，但是运行结果不同。 例10-5 定义Add宏实现两个数的乘法。 #define Add(a,b)? a*b void main() { double a,b; double e,f; a=3; b=2; e=Add(a,2); f=Add(b+1,2); printf("e=%f,f=%f",e,f); } 程序的运行结果如下 e=6.000000,f=4.000000 在编译之前，系统做如下的处理： e=Add(a,2)替换为e=a*2； f=Add(b+1,2)替换为f=b+1*2;
因此在使用宏的时候，一定要注意与函数区分。首先宏是一种预编译指令，函数为程序指令。其次宏的作用是定义一种带参数的代码替换方法，在编译之后不会形成独立的代码段；而函数在编译之后会形成相对独立的代码段。 提示 函数定义是将一块公共的代码封装成一个函数，系统编译之后，此部分的机器指令依然作为一个相对对立的代码段。宏的定义仅仅是定义一个带参数的文本替换编译指令，在编译的时候所有的宏将被其代表的信息替换，而在编译之后，对应的机器指令不独立存在。 宏的使用与函数的调用不同。宏的使用发生在程序代码编译成为机器指令之前，而函数的调用发生在程序运行的时候。函数调用会产生额外系统开销，而宏的使用会加大程序代码量，函数的使用会减少程序的代码量。使用宏可以获得更高的代码运行效率，因为其不存在函数调用。
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