C语言中，宏替换的替换规则

2024-12-20 20:21:16

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回答（1）：

简单来说：宏定义又称为宏代换、宏替换，简称“宏”。宏替换是C/C++的预处理中的一部分,在C++标准中有4条规则来定义替换。

规则1：实参替换。

本条规则描述带参数的宏的替换过程。

对于宏定义中的形参,在替换列表中,如果不是作为#或##的操作数,那么将对应实参完全

展开(相当于对实参进行求值),然后将替换列表中的形参替换掉.如果是#或##的操作数，

那么不进行替换。

规则2：多次扫描。

在所有的形参替换为实参后,对结果进行再次扫描,如果发现还有可替换的宏,则进行替换，

否则中止。

规则3：递归替换抑制。

如果在替换列表中发现当前正在展开的宏的名字，那么这里不进行替换.更进一步,在嵌套

的替换过程中发现已经替换过的宏的名字,则不进行替换。

规则4：递归预处理抑制。

如果替换后的结果形成预处理指令，则不执行这条预处理指令。

看几个C++标准中的例子：

#define x 3

#define f(a) f(x * (a))

#undef x

#define x 2

#define g f

#define z z[0]

#define h g(~

#define m(a) a(w)

#define w 0,1

#define t(a) a

f(y+1) + f(f(z)) % t(t(g)(0) + t)(1)；

g(x+(3,4)-w) | h 5) & m(f)^m(m)；

其结果分别是

f(2 * (y+1)) + f(2 * (f(2 * (z[0])))) % f(2 * (0)) + t(1)；

f(2 * (2+(3,4)-0,1)) | f(2 * ( ~ 5)) & f(2 * (0,1))^m(0,1)；

对于第一个,主要在于t(t(g)(0) + t)(1)的展开。

容易计算出最外层的t的实参是f(2 * (0)) + t，而作为t的参数传入时其中的t是

正在被展开的宏,所以根据规则3,不对这个t进行处理,保持不变,得到f(2 * (0)) + t(1)。

对于第二个，h 5)被替换为g(~5)，应用规则2，被替换为f(2 * ( ~ 5))。

而m(m)首先被替换为m(w)，然后应用规则2再次进行替换，但是m已经是替换过的了，所以保持

不变,只对w进行替换。

#define str(s) # s

#define xstr(s) str(s)

#define debug(s, t) printf("x" # s "= %d, x" # t "= %s", \

x ## s, x ## t)

#define INCFILE(n) vers ## n /* from previous #include example */

#define glue(a, b) a ## b

#define xglue(a, b) glue(a, b)

#define HIGHLOW "hello"

#define LOW LOW ", world"

debug(1, 2);

fputs(str(strncmp("abc\0d", "abc", ’\4’) /* this goes away */

== 0) str(: @\n), s);

#include xstr(INCFILE(2).h)

glue(HIGH, LOW);

xglue(HIGH, LOW)

其结果分别是

printf("x" "1" "= %d, x" "2" "= %s", x1, x2);

fputs("strncmp(\"abc\\0d\", \"abc\", ’\\4’) = = 0" ": @\n", s);

#include "vers2.h"

"hello";

"hello" ", world"

关键是glue和xglue.

对于glue(HIGH, LOW)，首先有一个规则1的抑制,得到HIGHLOW;的结果,然后二次扫描,得到

"hello"；

对于xglue(HIGH, LOW)没有抑制效果,所以对参数求值,分别得到HIGH和LOW ", world",即

glue(HIGH, LOW ", world")。

然后进行连接操作得到HIGHLOW ", world",最后再扫描一次得到"hello" ", world"

如果考虑字符串的自然的连接,就可以得到"hello, world"了。

扩展资料

宏语言是一类编程语言，其全部或多数计算是由扩展宏完成的。宏语言并未在通用编程中广泛使用，但在文本处理程序中应用普遍。例如， C preprocessor C预处理器Internet Macros(iOpus) M4(如前所述，源于AT&T，捆绑于Unix)

宏定义

c程序提供的预处理功能之一。包括带参数的宏定义和不带参数的宏定义。具体是指用一个指定的标志符来进行简单的字符串替换或者进行阐述替换。形式为：

#define标志符[（参数表）] 字符串

宏名

在上定义中的标志符被称为“宏名”。

宏展开

在c程序编译时将宏名替换成字符串的过程称为“宏展开”。

宏语言是一类编程语言，其全部或多数计算是由扩展宏完成的。宏语言并未在通用编程中广泛使用，但在文本处理程序中应用普遍。例如，

C preprocessorC 预处理器

Internet Macros(iOpus)

M4(如前所述，源于AT&T，捆绑于Unix)

参考资料来源：百度百科-宏

回答（2）：

简单来说：宏定义又称为宏代换、宏替换，简称“宏”。是C提供的三种预处理功能的其中一种。

复杂的请看下面，讲的很全。下面的带参宏定义，多行宏定义，在Linux内核源码中很多。另外sizeof也是一个宏定义。

宏定义

宏定义是C提供的三种预处理功能的其中一种，这三种预处理包括：宏定义、文件包含、条件编译

1. 不带参数的宏定义：

宏定义又称为宏代换、宏替换，简称“宏”。

格式： #define 标识符字符串

其中的标识符就是所谓的符号常量，也称为“宏名”。

预处理（预编译）工作也叫做宏展开：将宏名替换为字符串。

掌握"宏"概念的关键是“换”。一切以换为前提、做任何事情之前先要换，准确理解之前就要“换”。

即在对相关命令或语句的含义和功能作具体分析之前就要换：

例：　　#define PI 3.1415926 　　把程序中出现的PI全部换成3.1415926

说明：

（1）宏名一般用大写

（2）使用宏可提高程序的通用性和易读性，减少不一致性，减少输入错误和便于修改。例如：数组大小常用宏定义

（3）预处理是在编译之前的处理，而编译工作的任务之一就是语法检查，预处理不做语法检查。

（4）宏定义末尾不加分号；

（5）宏定义写在函数的花括号外边，作用域为其后的程序，通常在文件的最开头。

（6）可以用#undef命令终止宏定义的作用域

（7）宏定义可以嵌套

（8）字符串" "中永远不包含宏

（9）宏定义不分配内存，变量定义分配内存。

2. 带参数的宏定义：

除了一般的字符串替换，还要做参数代换

格式：　　#define 宏名（参数表）字符串

例如：#define S（a,b） a*b

area=S（3,2）；第一步被换为area=a*b; ，第二步被换为area=3*2;

类似于函数调用，有一个哑实结合的过程：

（1）实参如果是表达式容易出问题

#define S（r） r*r

area=S（a+b）；第一步换为area=r*r;,第二步被换为area=a+b*a+b;

正确的宏定义是#define S（r）（（r）*（r））

（2）宏名和参数的括号间不能有空格

（3）宏替换只作替换，不做计算，不做表达式求解

（4）函数调用在编译后程序运行时进行，并且分配内存。宏替换在编译前进行，不分配内存

（5）宏的哑实结合不存在类型，也没有类型转换。

（6）函数只有一个返回值，利用宏则可以设法得到多个值

（7）宏展开使源程序变长，函数调用不会

（8）宏展开不占运行时间，只占编译时间，函数调用占运行时间（分配内存、保留现场、值传递、返回值）

3. 宏定义其他冷门、重点知识

#define用法

1、用无参宏定义一个简单的常量

#define LEN 12

这个是最常见的用法，但也会出错。

比如下面几个知识点你会吗？可以看下：

（1） #define NAME "zhangyuncong"

程序中有"NAME"则，它会不会被替换呢？

（2） #define 0x abcd

可以吗？也就是说，可不可以用把标识符的字母替换成别的东西？

（3） #define NAME "zhang

这个可以吗？

（4） #define NAME "zhangyuncong"

程序中有上面的宏定义，并且，程序里有句：

NAMELIST这样，会不会被替换成"zhangyuncong"LIST

四个题答案都是否定的。

第一个，""内的东西不会被宏替换。这一点应该大都知道。

第二个，宏定义前面的那个必须是合法的用户标识符

第三个，宏定义也不是说后面东西随便写，不能把字符串的两个""拆开。

第四个：只替换标识符，不替换别的东西。NAMELIST整体是个标识符，而没有NAME标识符，所以不替换。

也就是说，这种情况下记住：#define 第一位置第二位置

（1）不替换程序中字符串里的东西。

（2）第一位置只能是合法的标识符（可以是关键字）

（3）第二位置如果有字符串，必须把""配对。

（4）只替换与第一位置完全相同的标识符

还有就是老生常谈的话：记住这是简单的替换而已，不要在中间计算结果，一定要替换出表达式之后再算。

2、带参宏一般用法

比如#define MAX（a,b）（（a）>（b）？（a）：（b））

则遇到MAX（1+2,value）则会把它替换成：

（（1+2）>（value）？（1+2）：（value））

注意事项和无参宏差不多。

但还是应注意

#define FUN（a） "a"

则，输入FUN（345）会被替换成什么？

其实，如果这么写，无论宏的实参是什么，都不会影响其被替换成"a"的命运。

也就是说，""内的字符不被当成形参，即使它和一模一样。

那么，你会问了，我要是想让这里输入FUN（345）它就替换成"345"该怎么实现呢？

请看下面关于#的用法

3、有参宏定义中#的用法

#define STR（str） #str

#用于把宏定义中的参数两端加上字符串的""

比如，这里STR（my#name）会被替换成"my#name"

一般由任意字符都可以做形参，但以下情况会出错：

STR（））这样，编译器不会把“）”当成STR（）的参数。

STR（，）同上，编译器不会把“，”当成STR的参数。

STR（A,B）如果实参过多，则编译器会把多余的参数舍去。（VC++2008为例）

STR（（A,B））会被解读为实参为：（A,B），而不是被解读为两个实参，第一个是（A第二个是B）。　　 4、有参宏定义中##的用法

#define WIDE（str） L##str

则会将形参str的前面加上L

比如：WIDE（"abc"）就会被替换成L"abc"

如果有#define FUN（a,b） vo##a##b（）

那么FUN（id ma,in）会被替换成void main（）

5、多行宏定义：

#define doit（m,n） for（int i=0;i<（n）；++i）\

{\

m+=i;\

}

回答（3）：

我觉得直接这样记，还不如比较起来记，这样快些,也多一些

下面是网站找的总结了一下：

1，函数调用时，先求出实参表达式的值，然后带入形参。而使用带参的宏只是进行简单的字符替换。

关键字：简单的字符替换

2，函数调用是在程序运行时处理的，分配临时的内存单元；而宏展开则是在编译时进行的，在展开时并不分配内存单元，不进行值的传递处理，也没有“返回值”的概念。

关键字：编译时进行，开时并不分配内存单元，也值的传递处理

3，对函数中的实参和形参都要定义类型，二者的类型要求一致，如不一致，应进行类型转换；而宏不存在类型问题，宏名无类型，它的参数也无类型，只是一个符号代表，展开时带入指定的字符即可。宏定义时，字符串可以是任何类型的数据。

关键字：只是一个符号代表，可以是任何类型的数据

4，调用函数只可得到一个返回值，而用宏可以设法得到几个结果。

关键字：宏可以设法得到几个结果

5，使用宏次数多时，宏展开后源程序长，因为每展开一次都使程序增长，而函数调用不使源程序变长。

关键字：宏展开后源程序会变长

6，宏替换不占运行时间。而函数调用则占运行时间（分配单元、保留现场、值传递、返回）。

关键字：宏替换不占运行时间

所以：一般来说，用宏来代表简短的表达式比较合适。

回答（4）：

字符替换，不做类型检查，是在编译的时候进行

回答（5）：

只是纯字符替换，最好都加上括号

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