Препроцессор языка Си

В следующей строке выполняется следующее:

x = FOUR;

превращается

x = TWO*TWO;

превращается в

x = 2*2;

и на этом все заканчивается. Фактическое умножение имеет место не во время работы препроцессора и не при компиляции, а всегда без исключения при работе программы (Уточнение: это зависит от конкретного компилятора). Препроцессор не выполняет вычислений. Он только очень точно делает предложенные подстановки. Заметим, что макроопределение может включать другие определения. Некоторые компиляторы не поддерживают это свойство вложения. В следующей строке

printf(FMT,x);

превращается в

printf("X равно %d.\n",x)

когда FMT заменяется соответствующей строкой. Этот подход может оказаться очень удобным, если есть длинная строка, которую мы используем несколько раз. В следующей строке программы MSG заменяется соответствующей строкой. Кавычки делают замещающую строку константой символьной строки. Поскольку программа получает ее содержимое, эта строка будет запоминаться в массиве, заканчивающемся нуль-символом. Так,

#define HAL 'X' определяет символьную константу, а 
#define HAR "X" определяет строковую строку X\0

Обычно препроцессор, встречая одно из макроопределений в программе, очень точно заменяет их эквивалентной строкой замещения. Если эта строка также содержит макроопределения, они тоже замещаются. Единственным исключением при замене является макроопределение, находящееся внутри двойных кавычек. Поэтому

printf("TWO: MSG");

печатает буквально TWO: MSG вместо печати следующего текста:

2: "Текст 1.
Продолжение текста 1"

Если нам нужно напечатать этот текст, можно использовать оператор

printf("%d: %s\n",TWO,MSG);

потому что здесь макроопределения находятся вне кавычек.

Когда следует использовать символические константы? Вероятно, мы должны применять их для большинства чисел. Если число является константой, используемой в вычислениях, то символическое имя делает яснее ее смысл. Если число - размер массива, то символическое имя упрощает изменение вашей программы при работе с большим массивом. Если число является системным кодом, скажем для символа EOF, то символическое представление делает программу более переносимой. Изменяется только определение EOF. Мнемоническое значение, легкость изменения, переносимость: все это делает символические константы заслуживающими внимания!

Использование аргументов с #define

Во избежание ошибок при вычислении выражений параметры макроопределения необходимо заключать в скобки.

#define идентификатор1 (идентификатор2, . . .) строка

Пример:

#define abs(A) (((A) > 0)?(A) : -(A))

Каждое вхождение выражения abs(arg) в тексте программы заменяется на

((arg) > 0) ? (arg) : -(arg),

причем параметр макроопределения А заменяется на arg.

Пример:

#define nmem(P,N)\
(P) -> p_mem[N].u_long

Символ \ продолжает макроопределение на вторую строчку. Это макроопределение уменьшает сложность выражения, описывающего массив объединений внутри структуры.

Макроопределение с аргументами очень похоже на функцию, поскольку аргументы его заключены в скобки:

/* макроопределение с аргументами */ 
#define SQUARE(x) x*x
#define PR(x) printf("x равно %d.\n", x)
int main( )
{
	int x = 4; 	int z;
	z = SQUARE(x);
	PR(z);
	z = SQUARE(2);
	PR(z);
	PR(SQUARE(x));
	PR(SQUARE(x+2));
	PR(100/SQUARE(2));
	PR(SQUARE(++x));
	return 0;
}

Всюду, где в нашей программе появляется макроопределение SQUARE(x), оно заменяется на x*x. В отличие от наших прежних примеров, при использовании этого макроопределения мы можем совершенно свободно применять символы, отличные от x. В макроопределении ' x ' замещается символом, использованным в макровызове программы. Поэтому макроопределение SQUARE(2) замещается на 2*2. Таким образом, x действует как аргумент. Однако, аргумент макроопределения не работает - точно так же, как аргумент функции. Вот результаты выполнения программы:

z равно 16.
z равно 4.
SQUARE(x) равно 16.
SQUARE(x+2) равно 14.  
100/SQUARE(2) равно 100.
SQUARE(++x) равно 36.