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C語言學習教程第九章-預處理(2)

編輯:C語言基礎知識

帶參宏定義

C語言允許宏帶有參數。在宏定義中的參數稱為形式參數, 在宏調用中的參數稱為實際參數。對帶參數的宏,在調用中,不僅要宏展開, 而且要用實參去代換形參。

帶參宏定義的一般形式為: #define 宏名(形參表) 字符串 在字符串中含有各個形參。帶參宏調用的一般形式為: 宏名(實參表);
例如:
#define M(y) y*y+3*y /*宏定義*/
:
k=M(5); /*宏調用*/
: 在宏調用時,用實參5去代替形參y, 經預處理宏展開後的語句
為: k=5*5+3*5
#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\n",max);
}
上例程序的第一行進行帶參宏定義,用宏名MAX表示條件表達式(a>b)?a:b,形參a,b均出現在條件表達式中。程序第七行max=MAX(x,
y)為宏調用,實參x,y,將代換形參a,b。宏展開後該語句為: max=(x>y)?x:y;用於計算x,y中的大數。對於帶參的宏定義有以下問題需要說明:

1. 帶參宏定義中,宏名和形參表之間不能有空格出現。
例如把: #define MAX(a,b) (a>b)?a:b寫為: #define MAX (a,b) (a>b)?a:b 將被認為是無參宏定義,宏名MAX代表字符串 (a,b)(a>b)?a:b。
宏展開時,宏調用語句: max=MAX(x,y);將變為: max=(a,b)(a>b)?a:b(x,y);這顯然是錯誤的。

2. 在帶參宏定義中,形式參數不分配內存單元,因此不必作類型定義。而宏調用中的實參有具體的值。要用它們去代換形參,因此必須作類型說明。這是與函數中的情況不同的。在函數中,形參和實參是兩個不同的量,各有自己的作用域,調用時要把實參值賦予形參,進行“值傳遞”。而在帶參宏中,只是符號代換,不存在值傳遞的問題。

3. 在宏定義中的形參是標識符,而宏調用中的實參可以是表達式。
#define SQ(y) (y)*(y)
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
上例中第一行為宏定義,形參為y。程序第七行宏調用中實參為a+1,是一個表達式,在宏展開時,用a+1代換y,再用(y)*(y) 代換SQ,得到如下語句: sq=(a+1)*(a+1); 這與函數的調用是不同的, 函數調用時要把實參表達式的值求出來再賦予形參。 而宏代換中對實參表達式不作計算直接地照原樣代換。

4. 在宏定義中,字符串內的形參通常要用括號括起來以避免出錯。 在上例中的宏定義中(y)*(y)表達式的y都用括號括起來,因此結果是正確的。如果去掉括號,把程序改為以下形式:
#define SQ(y) y*y
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
運行結果為:input a number:3
sq=7 同樣輸入3,但結果卻是不一樣的。問題在哪裡呢? 這是由於代換只作符號代換而不作其它處理而造成的。 宏代換後將得到以下語句: sq=a+1*a+1; 由於a為3故sq的值為7。這顯然與題意相違,因此參數兩邊的括號是不能少的。即使在參數兩邊加括號還是不夠的,請看下面程序:
#define SQ(y) (y)*(y)
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=160/SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
本程序與前例相比,只把宏調用語句改為: sq=160/SQ(a+1); 運行本程序如輸入值仍為3時,希望結果為10。但實際運行的結果如下:input a number:3 sq=160為什麼會得這樣的結果呢?分析宏調用語句,在宏代換之後變為: sq=160/(a+1)*(a+1);a為3時,由於“/”和“*”運算符優先級和結合性相同, 則先作160/(3+1)得40,再作40*(3+1)最後得160。為了得到正確答案應在宏定義中的整個字符串外加括號, 程序修改如下
#define SQ(y) ((y)*(y))
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=160/SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
以上討論說明,對於宏定義不僅應在參數兩側加括號, 也應在整個字符串外加括號。

5. 帶參的宏和帶參函數很相似,但有本質上的不同,除上面已談到的各點外,把同一表達式用函數處理與用宏處理兩者的結果有可能是不同的。main(){
int i=1;
while(i<=5)
printf("%d\n",SQ(i++));
}
SQ(int y)
{
return((y)*(y));
}#define SQ(y) ((y)*(y))
main(){
int i=1;
while(i<=5)
printf("%d\n",SQ(i++));
}
在上例中函數名為SQ,形參為Y,函數體表達式為((y)*(y))。在例9.6中宏名為SQ,形參也為y,字符串表達式為(y)*(y))。 兩例是相同的。例9.6的函數調用為SQ(i++),例9.7的宏調用為SQ(i++),實參也是相同的。從輸出結果來看,卻大不相同。分析如下:在例9.6中,函數調用是把實參i值傳給形參y後自增1。 然後輸出函數值。因而要循環5次。輸出1~5的平方值。而在例9.7中宏調用時,只作代換。SQ(i++)被代換為((i++)*(i++))。在第一次循環時,由於i等於1,其計算過程為:表達式中前一個i初值為1,然後i自增1變為2,因此表達式中第2個i初值為2,兩相乘的結果也為2,然後i值再自增1,得3。在第二次循環時,i值已有初值為3,因此表達式中前一個i為3,後一個i為4, 乘積為12,然後i再自增1變為5。進入第三次循環,由於i 值已為5,所以這將是最後一次循環。計算表達式的值為5*6等於30。i值再自增1變為6,不再滿足循環條件,停止循環。從以上分析可以看出函數調用和宏調用二者在形式上相似, 在本質上是完全不同的。

6. 宏定義也可用來定義多個語句,在宏調用時,把這些語句又代換到源程序內。看下面的例子。
#define SSSV(s1,s2,s3,v) s1=l*w;s2=l*h;s3=w*h;v=w*l*h;
main(){
int l=3,w=4,h=5,sa,sb,sc,vv;
SSSV(sa,sb,sc,vv);
printf("sa=%d\nsb=%d\nsc=%d\nvv=%d\n",sa,sb,sc,vv);
}
程序第一行為宏定義,用宏名SSSV表示4個賦值語句,4 個形參分別為4個賦值符左部的變量。在宏調用時,把4 個語句展開並用實參代替形參。使計算結果送入實參之中。

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