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C语言带参数宏定义与函数传参的区别

程序员文章站 2024-03-21 10:04:28
...

C 语言允许宏带有参数。在宏定义中的参数称为形式参数,在宏调用中的参数称为实际
参数

对带参数的宏,在调用中,不仅要宏展开,而且要用实参去代换形参。
带参宏定义的一般形式为:

#define 宏名(形参列表) 字符串

在字符串中含有各个形参。
带参宏调用的一般形式为:
宏名(实参列表);
例如:

#define M(y) y* y+3* y //宏定义
// Code
k=M(5); //宏调用

在宏调用时,用实参 5 去代替形参 y,经预处理宏展开后的语句为 k=5* 5+3* 5。
【示例】输出两个数中较大的数。

1. #include <stdio.h>
2. #define MAX(a,b) (a>b) ? a : b
3. int main(){
4. int x , y, max;
5. printf("input two numbers: ");
6. scanf("%d %d", &x, &y);
7. max = MAX(x, y);
8. printf("max=%d\n", max);
9. return 0;
10.}
运行结果:
input two numbers: 10 20
max=20

程序第 2 行进行了带参宏定义,用宏名 MAX 表示条件表达式(a>b) ? a : b,形参 a、
b 均出现在条件表达式中。程序第 7 行 max=MAX(x, y)为宏调用,实参 x、y,将代换形
参 a、b。宏展开后该语句为:
max=(x>y) ? x : y;
用于计算 x、y 中的大数。
对带参宏定义的说明

  1. 带参宏定义中,形参之间可以出现空格,但是宏名和形参列表之间不能有空格出现。例
    如把:

    #define MAX(a,b) (a>b)?a:b
    

写为:

#define MAX (a,b) (a>b)?a:b

将被认为是无参宏定义,宏名 MAX 代表字符串(a,b) (a>b)?a:b。宏展开时,宏调用
语句:
max=MAX(x,y);
将变为:
max=(a,b)(a>b)?a:b(x,y);
这显然是错误的。
2) 在带参宏定义中,形式参数不分配内存单元,因此不必作类型说明。而宏调用中的
实参有具体的值,要用它们去代换形参,因此必须作类型说明。这是与函数中的情况不同的。
在函数中,形参和实参是两个不同的量,各有自己的作用域,调用时要把实参值赋予形参,
进行“值传递”。而在带参宏中,只是符号代换,不存在值传递的问题。
3) 在宏定义中的形参是标识符,而宏调用中的实参可以是表达式。
【示例】输入 n,输出 (n+1)^2 的值。

1. #include <stdio.h>
2. #define SQ(y) (y)*(y)
3. int main(){
4. int a, sq;
5. printf("input a number: ");
6. scanf("%d", &a);
7. sq = SQ(a+1);
8. printf("sq=%d\n", sq);
9. return 0;
10.}
运行结果:
input a number: 9
sq=100

第 2 行为宏定义,形参为 y。程序第 7 行宏调用中实参为 a+1,是一个表达式,在宏展
开时,用 a+1 代换 y,再用(y) * (y) 代换 SQ,得到如下语句:
sq=(a+1) * (a+1);
这与函数的调用是不同的,函数调用时要把实参表达式的值求出来再赋予形参,而宏代
换中对实参表达式不作计算直接地照原样代换

4) 在宏定义中,字符串内的形参通常要用括号括起来以避免出错。在上例中的宏定义
中(y)*(y)表达式的 y 都用括号括起来,因此结果是正确的。如果去掉括号,把程序改为以下
形式:

1. #include <stdio.h>
2. #define SQ(y) y*y
3. int main(){
4. int a, sq;
5. printf("input a number: ");
6. scanf("%d", &a);
7. sq = SQ(a+1);
8. printf("sq=%d\n", sq);
9. return 0;
10.}
运行结果为:
input a number: 9
sq=19

同样输入 9,但结果却是不一样的。问题在哪里呢?这是由于替换只作符号替换而不作
其它处理而造成的。宏替换后将得到以下语句:
sq=a+1*a+1;
由于 a 为 9 故 sq 的值为 19。这显然与题意相违,因此参数两边的括号是不能少的。即
使在参数两边加括号还是不够的,请看下面程序:

1. #include <stdio.h>
2. #define SQ(y) (y)*(y)
3. int main(){
4. int a,sq;
5. printf("input a number: ");
6. scanf("%d", &a);
7. sq = 200 / SQ(a+1);
8. printf("sq=%d\n", sq);
9. return 0;
10.}

本程序与前例相比,只把宏调用语句改为:
sq=160/SQ(a+1);
运行本程序如输入值仍为 9 时,希望结果为 2。但实际运行的结果如下:
input a number: 9
sq=200
为什么会得这样的结果呢?分析宏调用语句,在宏代换之后变为:
sq=200/(a+1) * (a+1);
a为9时,由于 “ / ”和“ * ”运算符优先级和结合性相同,则先作200/(9+1)得20,再作20 * (9+1)
最后得 200。为了得到正确答案应在宏定义中的整个字符串外加括号,程序修改如下:

1. #include <stdio.h>
2. #define SQ(y) ((y)*(y))
3. int main(){
4. int a,sq;
5. printf("input a number: ");
6. scanf("%d", &a);
7. sq = 200 / SQ(a+1);
8. printf("sq=%d\n", sq);
9. return 0;
10.}

由此可见:对于宏定义不仅应在参数两侧加括号,也应在整个字符串外加括号。