C语言宏定义,内置宏,__FILE__,__LINE__,## 用法

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当然宏定义非常重要的,它可以帮助我们防止出错,提高代码的可移植性和可读性等。

下面列举一些成熟软件中常用得宏定义

1,防止一个头文件被重复包含

ifndef COMDEF_H

define COMDEF_H

//头文件内容 …

endif

2,重新定义一些类型,防止由于各种平台和编译器的不同,而产生的类型字节数差异,方便移植。

typedef unsigned long int uint32; /* Unsigned 32 bit value */

3,得到指定地址上的一个字节或字

define MEM_B( x ) (

( (byte

) (x) ) )

define MEM_W( x ) (

( (word

) (x) ) )

4,求最大值和最小值

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

define MIN( x, y ) ( ((x) < (y)) ? (x) : (y) )

5,得到一个field在结构体(struct)中的偏移量

define FPOS( type, field ) ( (dword) &(( type *) 0)-> field )

6,得到一个结构体中field所占用的字节数

define FSIZ( type, field ) sizeof( ((type *) 0)->field )

7,按照LSB格式把两个字节转化为一个word

define FLIPW( ray ) ( (((word) (ray)[0]) * 256) + (ray)[1] )

8,按照LSB格式把一个word转化为两个字节

define FLOPW( ray, val )

(ray)[0] = ((val) / 256);

(ray)[1] = ((val) & 0xFF)

9,得到一个变量的地址(word宽度)

define B_PTR( var ) ( (byte

) (void

) &(var) )

define W_PTR( var ) ( (word

) (void

) &(var) )

10,得到一个字的高位和低位字节

define WORD_LO(xxx) ((byte) ((word)(var) & 255))

define WORD_HI(xxx) ((byte) ((word)(var) >> 8))

11,返回一个比X大的最接近的8的倍数

define RND8( x ) ((((x) + 7) / 8 ) * 8 )

12,将一个字母转换为大写

define UPCASE( c ) ( ((c) >= ’a’ && (c) <= ’z’) ? ((c) – 0×20) : (c) )

13,判断字符是不是10进值的数字

define DECCHK( c ) ((c) >= ’0′ && (c) <= ’9′)

14,判断字符是不是16进值的数字

define HEXCHK( c ) ( ((c) >= ’0′ && (c) <= ’9′) ||

((c) >= ’A’ && (c) <= ’F’) ||

((c) >= ’a’ && (c) <= ’f’) )

15,防止溢出的一个方法

define INC_SAT( val ) (val = ((val)+1 > (val)) ? (val)+1 : (val))

16,返回数组元素的个数

define ARR_SIZE( a ) ( sizeof( (a) ) / sizeof( (a[0]) ) )

17,对于IO空间映射在存储空间的结构,输入输出处理

define inp(port) (

((volatile byte

) (port)))

define inpw(port) (

((volatile word

) (port)))

define inpdw(port) (

((volatile dword

)(port)))

define outp(port, val) (

((volatile byte

) (port)) = ((byte) (val)))

define outpw(port, val) (

((volatile word

) (port)) = ((word) (val)))

define outpdw(port, val) (

((volatile dword

) (port)) = ((dword) (val)))

18,使用一些宏跟踪调试

ANSI标准说明了五个预定义的宏名。它们是:


LINE



FILE



DATE



TIME



STDC

如果编译不是标准的,则可能仅支持以上宏名中的几个,或根本不支持。记住编译程序 也许还提供其它预定义的宏名。

是行连接符,会将下一行和前一行连接成为一行,即将物理上的两行连接成逻辑上的一行


FILE

是内置宏 代表源文件的文件名


LINE

是内置宏,代表该行代码的所在行号


DATE

宏指令含有形式为月/日/年的串,表示源文件被翻译到代码时的日期。

源代码翻译到目标代码的时间作为串包含在

TIME

中。串形式为时:分:秒。

如果实现是标准的,则宏

STDC

含有十进制常量1。如果它含有任何其它数,则实现是非标准的。

可以定义宏,例如:

当定义了_DEBUG,输出数据信息和所在文件所在行

ifdef _DEBUG

define DEBUGMSG(msg,date) printf(msg);printf(“%d%d%d”,date,

LINE

,

FILE

)

else

define DEBUGMSG(msg,date)

endif

19,宏定义防止使用是错误

用小括号包含。

例如:#define ADD(a,b) (a+b)

用do{}while(0)语句包含多语句防止错误

例如:#difne DO(a,b) a+b;

a++;

应用时:if(….)

DO(a,b); //产生错误

else

解决方法: #difne DO(a,b) do{a+b;

a++;}while(0)

为什么需要do{…}while(0)形式?

总结了以下几个原因:

1),空的宏定义避免warning:

define foo() do{}while(0)

2),存在一个独立的block,可以用来进行变量定义,进行比较复杂的实现。

3),如果出现在判断语句过后的宏,这样可以保证作为一个整体来是实现:

define foo(x)

action1();

action2();

在以下情况下:

if(NULL == pPointer)

foo();

就会出现action2必然被执行的情况,而这显然不是程序设计的目的。

4),以上的第3种情况用单独的{}也可以实现,但是为什么一定要一个do{}while(0)呢,看以下代码:

define switch(x,y) {int tmp; tmp=x;x=y;y=tmp;}

if(x>y)

switch(x,y);

else //error, parse error before else

otheraction();

在把宏引入代码中,会多出一个分号,从而会报错。

使用do{….}while(0) 把它包裹起来,成为一个独立的语法单元,从而不会与上下文发生混淆。同时因为绝大多数的编译器都能够识别do{…}while(0)这种无用的循环并进行优化,所以使用这种方法也不会导致程序的性能降低。

为什么很多linux内核中宏#defines用do { … } while(0)?

有很多原因:

(Dave Miller的说法):

编译器对于空语句会给出告警,这是为什么#define FOO do{ }while(0);

给定一个基本块(局部可视域),定义很多局部变量;

(Ben Collins的说法):

在条件代码中,允许定义复杂的宏。可以想像有很多行宏,如下代码

define FOO(x)

printf(“arg is %sn”, x);

do_something_useful(x);

现在,想像下面的应用:

if (blah == 2)

FOO(blah);

展开后代码为:

if (blah == 2)

printf(“arg is %sn”, blah);

do_something_useful(blah);;

就像你看到的,if仅仅包含了printf(),而do_something_useful()调用是无条件调用。因此,如果用do { … } while(0),结果是:

if (blah == 2)

do {

printf(“arg is %sn”, blah);

do_something_useful(blah);

} while (0);

这才是所期望的结果。

(Per Persson的说法):

像 Miller and Collins指出的那样,需要一个块语句包含多个代码行和声明局部变量。但是,本质如下面例子代码:

define exch(x,y) { int tmp; tmp=x; x=y; y=tmp; }

上面代码在有些时候却不能有效工作,下面代码是一个有两个分支的if语句:

if (x > y)

exch(x,y); // Branch 1

else

do_something(); // Branch 2

展开后代码如下:

if (x > y)

{ // Single-branch if-statement!!!

int tmp; // The one and only branch consists

tmp = x; // of the block.

x = y;

y = tmp;

}

; // empty statement

else // ERROR!!! “parse error before else”

do_something();

问题是分号(;)出现在块后面。解决这个问题可以用do{}while(0):

if (x > y)

do {

int tmp;

tmp = x;

x = y;

y = tmp;

} while(0);

else

do_something();

( Bart Trojanowski的说法):

Gcc加入了语句解释,它提供了一个替代do-while-0块的方法。对于上面的解决方法如下,并且更加符合常理

define FOO(arg) ({

typeof(arg) lcl;

lcl = bar(arg);

lcl;

})

这是一个奇怪的循环,它根本就只会运行一次,为什么不去掉外面的do{..}while结构呢?我曾一度在心里把它叫做“怪圈”。原来这也是非常巧妙的技巧。在工程中可能经常会引起麻烦,而上面的定义能够保证这些麻烦不会出现。下面是解释:

假设有这样一个宏定义

define macro(condition)

if(condition) dosomething()

现在在程序中这样使用这个宏:

if(temp)

macro(i);

else

doanotherthing();

一切看起来很正常,但是仔细想想。这个宏会展开成:

if(temp)

if(condition) dosomething();

else

doanotherthing();

这时的else不是与第一个if语句匹配,而是错误的与第二个if语句进行了匹配,编译通过了,但是运行的结果一定是错误的。

为了避免这个错误,我们使用do{….}while(0) 把它包裹起来,成为一个独立的语法单元,从而不会与上下文发生混淆。同时因为绝大多数的编译器都能够识别do{…}while(0)这种无用的循环并进行优化,所以使用这种方法也不会导致程序的性能降低。

另一个讲解

这是为了含多条语句的宏的通用性

因为默认规则是宏定义最后是不能加分号的,分号是在引用的时候加上的

比如定义了一个宏fw(a,b),那么在c文件里一定是这样引用

fw(a,b);

如果不用do…while,那么fw就得定义成:

define fw(a,b) {read((a));write((b));}

那这样fw(a,b);展开后就成了:

{read(a);write(b);};

最后就多了个分号,这是语法错误

而定义成do…while的话,展开后就是:

do{read(a);write(b);}while(0); 完全正确

所以要写一个包含多条语句的宏的话,不用do…while是不可能的

宏中#和##的用法

一、一般用法

我们使用#把宏参数变为一个字符串,用##把两个宏参数贴合在一起.

用法:

#include

#include

using namespace std;

define STR(s) #s

define CONS(a,b) int(a##e##b)

int main()

{

printf(STR(vck)); // 输出字符串vck

printf(%dn, CONS(2,3)); // 2e3 输出:2000

return 0;

}

二、当宏参数是另一个宏的时候

需要注意的是凡宏定义里有用’#’或’##’的地方宏参数是不会再展开.

1, 非’#’和’##’的情况

define TOW (2)

define MUL(a,b) (a*b)

printf(%d*%d=%dn, TOW, TOW, MUL(TOW,TOW));

这行的宏会被展开为:

printf(%d*%d=%dn, (2), (2), ((2)*(2)));

MUL里的参数TOW会被展开为(2).

2, 当有’#’或’##’的时候

define A (2)

define STR(s) #s

define CONS(a,b) int(a##e##b)

printf(“int max: %sn”, STR(INT_MAX)); // INT_MAX #include

这行会被展开为:

printf(“int max: %sn”, #INT_MAX);

printf(%sn, CONS(A, A)); // compile error

这一行则是:

printf(%sn, int(AeA));

INT_MAX和A都不会再被展开, 然而解决这个问题的方法很简单. 加多一层中间转换宏.

加这层宏的用意是把所有宏的参数在这层里全部展开, 那么在转换宏里的那一个宏(_STR)就能得到正确的宏参数.

define A (2)

define _STR(s) #s

define STR(s) _STR(s) // 转换宏

define _CONS(a,b) int(a##e##b)

define CONS(a,b) _CONS(a,b) // 转换宏

printf(int max: %sn, STR(INT_MAX)); // INT_MAX,int型的最大值,为一个变量 #include

输出为: int max: 0x7fffffff

STR(INT_MAX) –> _STR(0x7fffffff) 然后再转换成字符串;

printf(%dn, CONS(A, A));

输出为:200

CONS(A, A) –> _CONS((2), (2)) –> int((2)e(2))

三、’#’和’##’的一些应用特例

1、合并匿名变量名

define __ANONYMOUS1(type, var, line) type var##line

define _ANONYMOUS0(type, line) __ANONYMOUS1(type, _anonymous, line)

define ANONYMOUS(type) _ANONYMOUS0(type,

LINE

)

例:ANONYMOUS(static int); 即: static int _anonymous70; 70表示该行行号;

第一层:ANONYMOUS(static int); –>

ANONYMOUS0(static int, __LINE

);

第二层:–> ___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70);

第三层:–> static int _anonymous70;

即每次只能解开当前层的宏,所以

LINE

在第二层才能被解开;

2、填充结构

define FILL(a) {a, #a}

enum IDD{OPEN, CLOSE};

typedef struct MSG{

IDD id;

const char * msg;

}MSG;

MSG _msg[] = {FILL(OPEN), FILL(CLOSE)};

相当于:

MSG _msg[] = {

{OPEN, “OPEN”},

{CLOSE, ”CLOSE“}};

3、记录文件名

define _GET_FILE_NAME(f) #f

define GET_FILE_NAME(f) _GET_FILE_NAME(f)

static char FILE_NAME[] = GET_FILE_NAME(

FILE

);

4、得到一个数值类型所对应的字符串缓冲大小

define _TYPE_BUF_SIZE(type) sizeof #type

define TYPE_BUF_SIZE(type) _TYPE_BUF_SIZE(type)

char buf[TYPE_BUF_SIZE(INT_MAX)];

–> char buf[_TYPE_BUF_SIZE(0x7fffffff)];

–> char buf[sizeof 0x7fffffff];

这里相当于:

char buf[11];

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FILE

,

LINE

, 内置宏, 用法


https://msdn.microsoft.com/en-us/library/b0084kay.aspx