聊聊C语言中的宏

1 简介

宏在C语言中是一段有名称的代码片段。无论何时使用到这个宏的时候，宏的内容都会被这段代码替换掉。

在C语言中使用#define来定义宏，你可以将任意的有效的标识符定义为宏，但是defined关键字不可以作为宏的名称。在C++中以下的关键字也不可以作为宏的名称：and,and_eq,bitand,bitor,compl,not,not_eq,or,or_eq,xor,xor_eq。

2 两种宏的类型

主要有两种宏，一种是在使用时类似于数据对象称为Object-like宏，另一种在使用时类似于函数调用称为Function-like宏。

2.1 Object-like宏

Object-like宏，可以比较简单的进行代码段的替换。这种方式最常用做表示常量数字。例如：

使用该宏的时候就可以用来替换数字。

预处理器将会把该宏替换为对应的数字,如下所示。

按照惯例，宏一般都写作大写字母。

多行的宏

宏结束于#define的行尾，如果有必要的话，可以在末尾添加反斜杠来将宏定义成多行。

多次宏替换
如果宏定义的代码段依然是宏的话，预处理器会继续进行宏替换的操作。

2.2 Function-like宏

宏还可以被定义成下面的形式，使用该宏的时候，类似于调用函数，这类宏的定义中，宏的名称后面紧跟一堆括 (与括 之间不能有空格)。

调用该类宏的时候，也必须跟一个括 ，如果不跟括 的话，会显示语法错误。

宏的参数

Function-like宏可以接受参数，类似于真正的函数一样。参数必须是有效的C语言标识符，使用逗 隔开

字符串化

字符串化指的是，可以在宏的参数前面加入#，使入参变成字符串。例如：

连接符

在宏中，可以使用两个#将两个符 连接成一个符 。

在该例子中，调用宏A(1)时，NAME为1。A##NAME这个符 连接，即将A和1连接成了一个符 A1，然后执行宏A1的内容，最终打印出来了print A1。

可变参数

定义宏可以接受可变数量的参数，类似于定义函数一样。如下就是一个例子

这种形式的宏，会把…代表的参数扩展到后面的__VA_ARGS__中。在该例子中，就会扩展为fprintf(stderr, “1234rn”)。
如果你的参数比较复杂，上面的myprintf还可以定义为如下的形式，用自定义的名称args来表示参数的含义：

3 预定义宏

3.1 标准预定义宏
标准的预定义宏都是用双下划线开头和结尾，例如__FILE__和__LINE__，表示文件的名称和该行代码的行 。

3.2 常见的GNU C编译器扩展的预定义宏

3.3 系统特定的预定义宏

系统特定的预定义宏，在不同的操作系统和CPU上面，呈现的结果可能会有所不同。例如我的环境是Linux X86_64平台。执行下面的代码

4 C++的命名操作符

前面说过C++ 中有and,and_eq,bitand,bitor,compl,not,not_eq,or,or_eq,xor,xor_eq这些命名不可以用作宏的名称。那么为什么呢？是因为在C++ 中系统将这些关键字预定义成了操作符。

所以在C++ 中，你可以使用命名操作符来代替这些符 。例如：

5 宏的取消

使用#undef可以将已经定义的宏取消掉

如果在#undef之后再使用BUFSIZE就会 错，没有定义BUFSIZE

6 宏的几种常见使用场景

6.1 替代魔法数字

这个是C语言中非常常见的一种用法，增加代码可读性。

6.2 LOG日志

这里定义了LOG宏，可以打印日志，输出当前的代码文件和行数，以及时间和用户定义的内容。自行扩展可以增加更丰富的内容。

注意：这里使用了一个do{} while(0)来包含宏的内容。看似这个do() while(0)没有什么意义，但是这是一个编写宏内多行代码段的好习惯。使用do{}while(0)包含的话，可以作为一个独立的block，进行变量定义等一些复杂的操作，该用法主要是防止在使用宏的过程中出现错误。例如

在这种情况下，if后面没有跟大括 ，我们foo宏里面定义的是两个语句，其中fun2是在if条件判断之外的。这样就不符合我们的预期了。

如果使用大括 来避免上面的错误，还会出现下面的错误：

这里在add(x, y)之后有个分 。会造成else匹配不到if编译错误。所以为了防止发生这些错误，可以使用do{}while(0)将函数体包含。