C++ macro（宏）使用小结

Posted 2020-07-03 dnbc66

　　谈起C++中的宏，我们第一个想到的应该就是“#define”，它的基本语法长得像这样：

1 #define macroname(para1, para2, para3, ... ,paran) macro-body

　　宏的声明和普通的函数声明很像，但是两者之间有本质的区别：C++函数在运行时（runtime）才执行代码段；而宏则是在预编译时期（preprocessor）执行代码段。下面简单介绍一下几个宏的应用。

 

一、考虑下面的代码段:

1 #define PLUS_ONE(x) ((x) + 1)
2 int x=PLUS_ONE(12);
>>>x=((12) + 1)
>>>x=13

　　这是最简单的应用，用macro-body替换macroname；和C函数不一样的是，宏是没有返回值的，本身表达式的值将作为返回值传回。

 

二、考虑下面的代码段：

1 #define x 1+2
2 int t=x*3;
3 std::cout<<t<<‘\n‘;

　　那么输出t的值会是什么呢？答案也许不是你期望中的9，而是7。原因很简单，#define的替换实质上是表达式的替换，将上述代码里的宏展开后将变成这样：

　　int t = 1 + 2 * 3;   //t = 7

　　这种结果显然不是我们愿意看到的，而且这种错误是很难察觉的，完全没有语法错误和语义错误；不过要解决这个问题也很容易，将表达式括起来就行了：　　

1 #define x (1+2)
>>>int t = (1+2)*3=9

　　不过这种使用宏的方法是不推荐的，因为容易引起一些不必要且难以察觉的错误。在C++里，我们完全可以这样声明x，也能达到同样的目的：　　

1 const int x=3;　　//声明常数推荐用const关键字

 

三、Preprocessor预先定义好的值；

__FILE__ ：编译的文件的绝对路径；

__LINE__ ：当前行号；

__TIME__ ：当前时间；

__DATE__ ：当前日期。

 

四、C语言中macro的设计初衷之一是关于内联函数。如果我们定义一个求较大值的MAX函数：

1 #define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
>>>int myInt=MAX(x,y)
>>>int myInt=((x)>(y)?(x):(y))　　//上一行调用的宏将直接这样插入到代码段里

　　如果我们将MAX写成一个一般的函数，那么我们调用MAX将有以下两个过程：①调用名称为MAX的函数 ②将比较得到的值返回。显然在这两种方案中，macro的方案更较高效，因为它省略的函数调用的开销，直接能得到结果（相当于inline函数的用法，这里不展开讲inline了）。

 

五、字符串操作函数

　　看如下macro定义：

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

　　这里的参数a和b实际上都是以string的方式传递的，例如MAX(10,12)返回的是字符串"12"，而不是整型的12。预处理器提供两种方式处理string类型的参数传递。

1、stringizing operator ‘#‘：返回一个C风格的字符串；

1 #define TEST(n) std::cout << #n << " is " << (n) << std::endl
>>>int x= 6;
>>>TEST(x*2);　　//std::cout << "x*2" << " is " << (x*2) << std::endl

　　最终得到的结果是：x*2 is 12

　　那么这种看似tricky的语法有什么用呢？其实，当上述C++代码被翻译成机器码时，所有和变量x相关的概念或者语句都会被“消灭”，因为变量只会存在于C++代码层；而通过stringizing operator，让我们以字符串的形式保存一部分C++源代码变得可能，这可以应用于写一些“自我诊断（纠错）”的函数中，有机会再深入介绍吧！

2、string concatenation operator ‘##‘：顾名思义，字符串连接算子：

1 #define TEST2(type) type ones_##type
>>>TEST2(int);
>>>int ones_type;　　//这个宏的功能其实就是声明一个任意类型的，如int的变量，名字叫做ones_type

　　这个没感觉有什么特别的用途，trick。