【#define详解】
1. #define的变体,即#ifndef，可以防止头头文件的重复引用
[解释]
#ifdef和 #define组合,一般用于头文件中,用以实现防止多个文件对此同一个头文件的重复引用.实际使用中,即使你的头文件暂时没有被多个文件所引用,为了增加程序可读性,移植性,健壮性等,还是最好都加上。其用法一般为：
#ifndef <标识>
#define <标识>
……… // include or define sth.
#endif
<标识>在理论上来说可以是自由命名的，但每个头文件的这个“标识”都应该是唯一的 to void the definition duplication。but normallz, 标识的命名规则一般是头文件名全大写，前后加下划线，并把文件名中的“.”也变成下划线，如：stdio.h对应的就是:
#ifndef _STDIO_H_
#define _STDIO_H_
……… // include or define sth.
#endif
摘自网上一个例子如下:
Example 7-2. chardev.h
/*
* chardev.h – the header file with the ioctl definitions.
*
* The declarations here have to be in a header file, because
* they need to be known both to the kernel module
* (in chardev.c) and the process calling ioctl (ioctl.c)
*/
#ifndef CHARDEV_H
#define CHARDEV_H
#include <linux/ioctl.h>
/*
* The major device number. We can’t rely on dynamic
* registration any more, because ioctls need to know
* it.
*/
#define MAJOR_NUM 100
/*
* Set the message of the device driver
*/
……
……
#endif
例子中的chardev.h中,就用到了
#ifndef CHARDEV_H
#define CHARDEV_H
…
#endif
这样做之后,以后某个文件引用此头文件,就包含了
#define CHARDEV_H
而其他文件如果再引用此头文件的话,编译器那么就会判断出来,已经define了CHARDEV_H,已经有其他文件引用了此文件,so,the complier will not include this header file. 就可以发现and solve重复引用头文件的问题了.
2. #define的变体,即#ifdef，可以实现加入自己需要的模块(源文件)
[例子]
在源文件中加入
#ifdef MYSELF_H
#include "myself.c"
#endif
可以实现在源文件中加入myself.c的代码,将其实现的功能加进来, 即加入了myself模块
3. #define可以进行宏定义常量
[解释]
可以对一些常见的变量,字符串等,进行宏定义,系统在编译期间,就会自动替换
如果不进行宏定义,一般如果此类变量,字符串等,需要修改,就需要对源文件中它们出现的地方一一修改,效率比较低,而此种宏定义后,只需要修改一次,实现批量修改,效率较高.而且有些数字或字符很麻烦,每次都要输入,就显得很繁琐,而且容易出错,而采取此宏定义,就很方便和易于维护.
[例子]
#define PI 3.1415926
[注意事项]
(1) 宏定义中的变量,约定俗成用大写,以此与小写的普通变量区分开来.当然如果你故意小写,也是合法的.不过如果你想让你写的程序具有高可读性,那最好遵守此约定.
(2) #define的行尾,没有分号”;”,有些人不注意,会画蛇添足地加上.有些公司招聘时候的笔试,也会考察这个细节.
(3) 如果后面的宏定义中的变量和前面的有内在联系,那么后面的宏定义变量最好用前面的表示
[例子]
#define PI 3.1415926
#define RADIUS 5
而在表达该圆的面积的时候,就可以用下面的表示了:
#define AREA ((PI)*( RADIUS)*( RADIUS))
//此处加括号是为了避免后面提到的一种边界效应
[缺点]
宏定义有一些缺点:
(1) 无法对宏定义中的变量进行类型检查
此缺点,是相对于const变量来说的
[define与const的区别的简单总结]
define定义的变量,是Compile-Time时期的变量,系统在编译时候,就将其全部替换,而不会对其变量进行类型等属性检查,相对不是很安全,可能存在潜在的问题,而没有发现.
正因为其仅仅是编译时期替换,所以其定义的变量,是不会在运行时候分配内存的,不占用内存空间.
const定义的变量,是 Run-Time时期的变量,如果类型不匹配,系统在运行时候,就会发现并提示或报错,对应的,const变量在运行时期,也是一种变量,系统会为其分配内存.
(2) 边界效应
A. 未加括号带来的边界效应
由于宏定义的时候,其各个分量未加括号,而在使用宏定义的时候,传递的参数是变量的表达式,然后经过系统展开后,由于优先级的原因,导致其结果不是你所希望的.
[例子]
#define MUL(A,B) A*B
而在使用的时候,这样的调用:
int a=1,b=2,c=3,d=0;
d=MUL(a+b,c)
经过编译时候展开,就变成了
d=a+b*c
而不是我们所希望的
d=(a+b)*c
[解决办法]
其解决办法也很简单,就是给每个分量,都加上括号,就可以避免此类问题
即,在宏定义的时候,如此定义:
#define MUL(A,B) ((A)*(B))
B. 在define数据类型的时候, 未加括号带来的问题
在用define进行新的数据类型定义的时候,由于未加括号,会出现你所未预料到的结果.
此点其实就是上面说的边界效应,之所以将此点单独说一下,是由于此点不是普通计算结果的问题,而是数据类型的问题,问题相对更严重.
也是笔者在看《想成为嵌入式程序员应知道的0x10个基本问题》的时候,看到其作者提到的这个问题,此处就用其例子解释如下:
[例子]
#define dPS struct s * //注意末尾无分号
当使用的时候,遇到:
dPS p1,p2;
的时候,经过编译时候替换扩展,就变成了
struct s* p1,p2;
而p2就不是我们所希望的s的指针类型了,而是一个普通的s数据结构类型的了.产生了边界效应.
[解决办法]
对应的解决办法也很简单,就是,遇到此类新数据类型定义的时候,还是用typedef
将上述宏定义改为:
typedef struct s * tPS; // 注意末尾有分号
而后的使用:
tPS p1,p2;
就正常了.
C. 特殊情况时候,加了括号也无法避免错误
在宏定义中出现++或—之类的操作符的时候,即使加括号,也无法避免其中的问题
[例子]
#define MIN(A,B) ((A)<(B)?(A):(B))
如果进行如此调用
int a=1,b=3,min=0;
min=MIN(a++,b);
经过编译替换展开后,就成了
max=((a++)< (b)?(a++):(b))
计算出来的结果,就是
min=3,而不是我们所要的min=1了.
此类问题无法避免,除非程序员在调用宏的时候,自己多加注意,尽量避免此类调用.
about how to use the Macro of the mostly used function, like min() and max() ,please refer this:
eliminate the side effect of Micro in C
【后记20100813】
如果想要min的宏定义，避免传入a++，b++之类所导致的副作用，那么可以参考最新的Linux内核中的定义，如下：
#define min(x, y) ({
typeof(x) _x = (x);
typeof(y) _y = (y);
(void) (&_x == &_y);
_x < _y ? _x : _y; })
关于其中(&_x == &_y); 的作用，详见：
【整理】min()的宏定义中的(void) (&_x == &_y)的含义
http://hi.baidu.com/serial_story/blog/item/b6fd81098b5b1b296a60fb4d.html
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