【C语言基础】宏定义的用法详解

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引言：为什么使用宏定义？

C语言中，一般都不会直接使用常量，而是先将其定义为一个宏，然后在程序中使用该宏名，进而调用了这个常量。
好处：修改方便。等我们需要修改这个常数时候，只需要在宏定义出修改一次即可。而不用到代码中到处去寻找，看哪里都用过这个常数。

一、宏定义的定义

在C语言中，宏定义是一种预处理指令，用于在编译之前将标识符替换为特定的值或代码片段。下面是几种常见的宏定义方式：

1. 简单宏定义：

#define 宏名 值

示例：

#define PI 3.14159
#define N (321)

定义N等于321。N在使用过程中会被321完全代替。注意不需要加“;”。其次，赋值的数值最好加上小括号。

2. 参数化宏定义：

#define 宏名(参数列表) 值或代码片段

示例：

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

3. 字符串化宏定义：

#define STRINGIFY(x) #x

示例：

printf("宏名: %s\n", STRINGIFY(MAX));
// 输出: 宏名: MAX

4. 连接宏定义：

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

示例：

int CONCAT(a, b) = 10;
// 相当于 int ab = 10;

5. 条件宏定义：

#ifdef 宏名
#ifndef 宏名
#endif

示例：

#define DEBUG
#ifdef DEBUG
    printf("调试模式\n");
#endif

这些是C语言中常见的宏定义方式，使用宏定义可以在代码中提供一定的灵活性和可定制性。需要注意的是，宏定义是简单的文本替换，使用时需谨慎避免潜在的副作用和命名冲突。

6.宏定义嵌套宏定义：

#define M (N+5)
#define S(r) (PI*r*r)

宏定义的分类：对象宏和函数宏（函数宏顾名思义，就是行为类似函数）
例如：

#define a 3.14
#define N (a*a)

二、宏定义需要注意的问题

1.宏定义一般在函数的外面。
2.宏定义必须要先定义，再使用宏。如果先使用就会编译报错。
3.宏定义中宏名一般使用大写，便于区分变量名。不是语法规定的，是一般约定俗成的。

三、宏定义中为什么要加do和while(0)？

目的：在宏定义中添加do{...}while(0)结构的目的是为了将多个语句作为宏的一个整体，使其在代码中的使用更加灵活和安全。

宏展开后的代码会替代宏的调用部分，如果不使用do{...}while(0)结构，而是直接用花括号{...}包裹展开的代码，可能会导致在某些场景下产生语法错误或意想不到的行为。
下面是一些理由解释为什么要使用do{...}while(0)结构：

1.语法问题：do{...}while(0)结构保证了展开的代码作为一个完整的语句块存在。如果不添加这样的结构，并且将展开的代码用花括号包裹，可能会在某些情况下引起语法错误。使用do{...}while(0)结构能够确保展开的代码符合语法要求。

2.宏的调用位置：在一些特定的上下文中，宏的调用可能需要像普通的语句一样出现。例如，将宏用作函数调用的参数，或者将多个宏调用放在一个复合语句的条件部分。使用do{...}while(0)结构可以让宏的展开代码在这些情况下保持一致的行为。

3.语句的结束符号：由于宏展开后生成的代码可能包含多个语句，因此在每个语句的末尾都需要添加结束符号。使用do{...}while(0)结构可以确保在每个语句之后都添加了;分号，以避免语法错误。

总之，使用do{...}while(0)结构可以确保宏展开后的代码在各种上下文中具有一致的行为，避免语法错误，并且能够被作为单个语句来使用。这是一种常见的宏定义的惯用写法。