C语言宏

在 C 语言中，宏（Macro）是一种预处理指令，用于在编译前对源代码进行文本替换。

宏由预处理指令 #define 定义，分为两种类型：

• 对象式宏（Object-like Macro）：无参数的简单文本替换。
• 函数式宏（Function-like Macro）：带参数的类似函数调用的宏。

对象式宏

#define 标识符 替换文本

#define PI 3.14159 // 定义常量（如 PI、MAX_SIZE）。
#define MAX_SIZE 100 
#define DEBUG // 条件编译（如 #ifdef DEBUG）。

函数式宏

#define 宏名(参数列表) 替换文本

// 简单函数式宏
#define SQUARE(x) ((x) * (x))
#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))

// 多行宏（用反斜杠 \ 连接）
#define SWAP(a, b) \
    do { \
        typeof(a) temp = (a); \
        (a) = (b); \
        (b) = temp; \
    } while (0)

int main() {
    int x = 5;
    int y = 10;
    
    printf("Square: %d\n", SQUARE(x));      // 展开为 ((x) * (x))
    printf("Max: %d\n", MAX(x, y));         // 展开为 ((x) > (y) ? (x) : (y))
    
    SWAP(x, y);                             // 展开为一个 do-while 语句
    printf("Swapped: x=%d, y=%d\n", x, y);  // 输出: x=10, y=5
    
    return 0;
}

注意事项

括号保护：参数和整个表达式都应加括号，避免运算符优先级问题。

#define ADD(a, b) a + b  // ADD(2, 3) * 4 会展开为 2 + 3 * 4 = 14
#define ADD(a, b) ((a) + (b))  // 展开为 ((2) + (3)) * 4 = 20

参数不计算：宏参数是纯文本替换，不会提前求值

预处理器操作符#与##

操作符（字符串化）

将宏参数转换为字符串常量，参数会被直接转换为字符串，不会进行表达式求值或变量替换；如果参数本身是字符串，会自动添加额外的引号（例如 “abc” 会变成 “\”abc\””）。

#define PRINT(x) printf(#x " = %d\n", x)

int main() {
    int num = 42;
    PRINT(num);  // 展开为 printf("num" " = %d\n", num);
    return 0;
}

使用 gcc -e 指令查看预宏展开后的文件如下

# 5 "c_define.c"
int main () {
	int x = 10;
	printf("x" " = %d\n", x);
	return 0;
}

操作符（记号链接）

## 操作符用于将两个预处理记号（token）连接成一个新的记号。它可以在宏定义的参数列表或替换文本中使用。

#include <stdio.h>

#define CONCAT(a, b) a##b

int main() {
    int num10 = 100;
    printf("Value: %d\n", CONCAT(num, 10));  // 等价于 printf("%d", num10);
    return 0;
}

define与const

#define 和 const 都可用于定义常量，但它们的实现机制、作用域和使用场景有本质区别。

条件编译

宏定义也可以用于条件编译

#ifdef DEBUG
    #define LOG(msg) printf("[DEBUG] %s\n", msg)
#else
    #define LOG(msg)  // 空定义，忽略日志
#endif

// 检查系统平台
#ifdef __linux__
    #define PLATFORM "Linux"
#elif defined(_WIN32)
    #define PLATFORM "Windows"
#else
    #define PLATFORM "Unknown"
#endif