021. 使用宏定义简化代码

在C语言中，宏（Macro）是一种预处理器功能，用于在编译之前对代码进行文本替换。宏定义可以简化代码，提高代码的可读性和可维护性，同时还可以避免重复代码。宏通常用于定义常量、简单的函数替换以及条件编译等。

1. 定义宏

宏定义使用#define指令。#define后面跟着宏的名称和宏的替换文本。

示例1：定义常量

#define PI 3.14159
#define MAX 100

示例2：定义简单的函数

#define SQUARE(x) ((x) * (x))
#define MAX(x, y) ((x) > (y) ? (x) : (y))

2. 使用宏

宏定义后，预处理器会将代码中所有出现的宏名称替换为宏的替换文本。

示例3：使用宏定义常量

#include <stdio.h>

#define PI 3.14159
#define MAX 100

int main() {
    double radius = 5.0;
    double area = PI * radius * radius;

    printf("Area of circle: %.2f\n", area);
    printf("Maximum value: %d\n", MAX);

    return 0;
}

输出结果

Area of circle: 78.54
Maximum value: 100

3. 使用宏定义简单的函数

宏可以用于定义简单的函数，这些函数在编译时会被替换为相应的表达式。

示例4：使用宏定义简单的函数

#include <stdio.h>

#define SQUARE(x) ((x) * (x))
#define MAX(x, y) ((x) > (y) ? (x) : (y))

int main() {
    int a = 5, b = 10;

    printf("Square of a: %d\n", SQUARE(a)); // 输出 25
    printf("Maximum of a and b: %d\n", MAX(a, b)); // 输出 10

    return 0;
}

输出结果

Square of a: 25
Maximum of a and b: 10

4. 条件编译

宏还可以用于条件编译，控制代码的编译过程。

示例5：条件编译

#include <stdio.h>

#define DEBUG

int main() {
    int x = 10;

    #ifdef DEBUG
    printf("Debug mode: x = %d\n", x);
    #endif

    return 0;
}

输出结果（如果定义了DEBUG）

Debug mode: x = 10

输出结果（如果没有定义DEBUG）

(无输出)

5. 注意事项

  1. 括号的使用：在宏定义中，建议对参数和整个表达式使用括号，以避免运算符优先级问题。
#define SQUARE(x) ((x) * (x))
  1. 宏的副作用：宏是简单的文本替换，不会像函数那样进行参数求值。如果宏的参数是表达式，可能会导致意外的结果。
#define MAX(x, y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
int a = 5, b = 10;
printf("Maximum of a++ and b: %d\n", MAX(a++, b)); // a 会被增加两次
  1. 宏的调试：宏在预处理阶段被替换，因此调试时可能看不到宏的定义。建议在调试完成后移除宏定义。

6. 宏与内联函数

从C99标准开始，C语言支持内联函数（inline），内联函数在某些情况下可以替代宏。内联函数具有类型检查和调试支持的优点。

示例6：使用内联函数

#include <stdio.h>

inline int square(int x) {
    return x * x;
}

int main() {
    int a = 5;
    printf("Square of a: %d\n", square(a)); // 输出 25

    return 0;
}

输出结果

Square of a: 25

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