使用#define定义字面值和伪函数

#define是C语言提供的宏命令，其主要目的是：在编程时，为程序员提供一定方便，并能在一定程度上提高程序的执行效率。#define将一个标示符定义为一个字符串，该标示符被称为宏，被定义的字符串称为字符替换文本。宏定义有两种形式：一种是简单宏定义(即字面值)，另一种是带参数宏定义(即通常说的伪函数)

第一种：#define <宏名> <字符串>　　　　#define PI 3.1415926

一般，宏名用大写字母表示，但这并非规定，也可以小写，从编码一致性，可读性角度考虑，强烈建议宏名统一采用大写字母表示

使用宏名代替一个字符串，可以减少程序中重复书写某些字符串的工作量，同时也避免了由于疏忽导致的字符串书写错误问题

宏定义是用宏名代替一个字符串，也就是做简单的置换，并不做正确性检查。如写成:#define PI 3.1415926(把1错写成l)，在预编译时，不会做任何语法检查，在编译宏展开后的源程序时，才会发现语法错误并报告

宏定义不是C语句，不必在行尾加分号，如果加了分号，将连同分号一起被替换

在程序中，如果#define出现在函数外面，宏的有效范围为宏定义到本源文件结束，通常宏定义写在文件开头，在此文件范围内有效。另外，用#undef可终止宏定义的作用域，这样可以灵活控制宏定义的作用范围

在进行宏定义时，可以用已经定义的宏名，可层层置换，但对于用引号引起来的字符串内的字符，即使与宏名相同，也不进行替换

宏定义是专门用于预处理的专用名词，它与定义变量的含义不同，只做字符替换，不分配内存空间

在C语言中，通过简单的宏定义恒值常量，是C语言中定义恒值的唯一手段，但在C++中这并不是唯一的方法，C++中的const也可以定义一个恒值常量。

二者区别如下

1.const定义的常量有数据类型，而#define定义的常量无数据类型

2.有些高度程序可以对const进行调试，但无法对#define进行调试

3.当定义局部变量时，const作用域仅限于定义局部变量的函数体。但#define不是，而是从定义点到整个程序的结束点。但可用#undef取消其定义，从而限定其作用域范围

4.const还可修饰函数形式参数，返回值和类的成员函数等，从而提高函数的健壮性。因为const修饰的内容必须受C/C++的静态类型安全检查机制的强制保护，可防止意外修改

带参数的宏定义形式为:

#define<宏名> (<参数表>) <宏体>　　例如：#define MAX(x,y) (x)>(y)?(x):(y)

标示符被定义为宏后，该标识符便是一个宏名，在程序中，出现宏名的地方在程序被编译前，先将宏名用被定义的字符串替换，称为宏替换，替换后才进行编译，宏替换是简单的字符替换

带参数宏展开，只是将语句中宏名后面括号内的实参字符串替换#define宏定义中的形式参数

宏定义时，宏名与包含宏参数的括号之间不应加空格，否则编译器会将空格后的字符都作为替换字符串的一部分

带参数的宏与函数区别如下

1.函数调用时，先求实参表达式的值，然后传递给形参，而使用带参数的宏只是进行简单的字符串替换，不进行表达式求值

2.函数调用是在程序运行时处理的，为形参分配临时的内存空间，而宏展开是在编译前进行的，在展开时并不分配内存单元，不进行值的传递，同样也没有“返回值”的概念

3.函数的实参和形参都必须定义类型，二者的类型要求一致，如不一致，则要进行类型转换，而宏不存在类型问题，因为宏名无类型，它的参数也无类型，仅是字符串替换，展开时代入指定的字符串即可。宏定义时，字符串可以是任何类型的数据

4.调用函数只会获得一个返回值，而宏则不然，可设法得到几个返回值

5.宏展开会促使源程序变长，因为每次展开都使程序增长，而函数调用不会增加代码长度

6.宏替换不占用运行时间，只占用编译时间，而函数调用则占用运行时间用于分配单元，保存现场，值传递，返回等。所以宏替换可以提供程序的执行效率，但编译时间会变长

宏的引入带来的好处

1.宏定义的引入可方便程序的修改。使用简单宏定义，可用宏替换那些在程序中经常使用的常量，当需要修改该常量时，不用对整个程序进行修改，只修改宏定义的字符串即可，而且当常量比较长时，可以用较短，有意义的标识符来编写程序，这样更方便

2.提高程序的运行效率

使用带参数的宏定义既可完成函数调用的功能，又能减少系统开销，提高运行效率。宏定义是在预处理阶段就进行了宏展开，在执行时不需要替换。宏定义可完成简单的操作，但复杂的操作还是要由函数来完成，而且宏定义所占用的目标代码空间相对较大，所以在使用时要依据具体情况决定是否使用宏定义。

3.#define预处理完全没有把C++的作用域纳入考量，绝大多数C++实现都是封装在命名空间里，这样的做法有很多优点。但不幸的是，#define的作用域并未被限定在名字空间里

4.宏还可以用于条件编译，例如

#ifdef WINDOWS

...

#endif

#ifdef LINUX

...

#endif

在应用时，如果要定义一个字面值常量建议使用const替换#define

宏要注意的问题

1.由操作符优先级引起的问题

由于宏只是简单的替换，宏的参数如果是复合结构，那么通过替换之后可能由于各个参数之间的操作符优先级高于单个参数内部各部分之间相互作用的操作符优先级，如果不用括号保护各个宏参数，就会产生意想不到的情况

如#define ceil_div(x,y) (x+y-1)/y

那么a = ceil_div(b&c,sizeof(int))将被转化为a=(b&c+sizeof(int)-1)/sizeof(int)//由于+/-的优先级高于&的优先级，那么上面的式子等同于

a= (b&(c+sizeof(int)-1))/sizeof(int);

所以应改为#define ceil_div(x,y) (((x)+(y)-1)/(y))

2.使用宏定义，不允许参数发生变化

例如：

#include<stdio.h>　　　　　　　　　　int main()

#define sqrt(a) ((a)*(a))　　　　　　　{

int fsqrt(int a)　　　　　　　　　　　　　　int a = 10,b=10;

{　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  int r1,r2;

　　return a*a;　　　　　　　　　　　　　　r1 = sqrt(a++);

}　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　r2 = fsqrt(b++);

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　printf("a=%d,b=%d,r1=%d,r2=%d\n",a,b,r1,r2);

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　return 0;

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　}

这段程序的最终结果是a=12,b=11,r1=100,r2=100,这所以a=12，是因为在替换的时候，a++被执行了两次。要避免这种行为，就要使宏参数不发生变化，如a++;r1=sqrt(a)