C语言宏定义、宏函数、内置宏与常用宏
前言：
在C语言中，变量类型、循环控制、基础语法等与其他高级语言基本无异；而C语言（C++）特有的两把双刃剑指针和宏定义/宏函数使得C语言在底层开发中披荆斩棘、无所不能。这两个概念涉及范围比较广，其分支点也比较多，可谓星罗棋布，但这每颗星都足以照亮C语言因其开发周期、可维护性、可移植性等问题而显的黯淡的天空，使得这门语言灵活多变、操作犀利，令人难以揣摩却也深深着迷。
首先，C的第一把双刃剑：指针，这也是所有学C的人，最先会接触、最多接触也最无法避免、也是最为之魂牵梦萦茶饭不思的概念；包括一级指针、二级指针、数组指针、指针数组、函数指针、甚至函数指针数组、函数指针数组指针等，怪异称呼说不尽道不清，指东指西、指其所想指，所能指、所不能指。尤其是函数指针、以及函数指针数组等在C的高级特性中（一般是用来进行适配层函数挂载，驱动分发）时常会被用到。
而宏则是更为锋利的一把双刃剑，由于疏于习练，至今尚未参透其中奥秘。今天且稍作总结，记录学历过程之烦恼万千与趣味无穷。
关于宏的内容大部分摘自：C语言宏定义,内置宏,FILE,LINE,## 用法
一、下面列举一些成熟软件中常用的宏定义：
1，防止一个头文件被重复包含
#ifndef COMDEF_H
#define COMDEF_H
//头文件内容 …
#endif
2，重新定义一些类型，防止由于各种平台和编译器的不同，而产生的类型字节数差异，方便移植。
typedef unsigned long int uint32; /* Unsigned 32 bit value */
3，得到指定地址上的一个字节或字
#define MEM_B( x ) ( *( (byte *) (x) ) )
#define MEM_W( x ) ( *( (word *) (x) ) )
4，求最大值和最小值
#define MAX( x, y ) ( ((x) > (y)) ? (x) : (y) )
#define MIN( x, y ) ( ((x) < (y)) ? (x) : (y) )
5，得到一个field在结构体(struct)中的偏移量
#define FPOS( type, field ) ( (dword) &(( type *) 0)-> field )
6,得到一个结构体中field所占用的字节数
#define FSIZ( type, field ) sizeof( ((type *) 0)->field )
7，按照LSB格式把两个字节转化为一个word
#define FLIPW( ray ) ( (((word) (ray)[0]) * 256) + (ray)[1] )
8，按照LSB格式把一个word转化为两个字节
#define FLOPW( ray, val ) \
(ray)[0] = ((val) / 256); \
(ray)[1] = ((val) & 0xFF)
9，得到一个变量的地址（word宽度）
#define B_PTR( var ) ( (byte *) (void *) &(var) )
#define W_PTR( var ) ( (word *) (void *) &(var) )
10，得到一个字的高位和低位字节
#define WORD_LO(xxx) ((byte) ((word)(var) & 255))
#define WORD_HI(xxx) ((byte) ((word)(var) >> 8))
11，返回一个比X大的最接近的8的倍数
#define RND8( x ) ((((x) + 7) / 8 ) * 8 )
12，将一个字母转换为大写
#define UPCASE( ch ) ( ((ch) >= ’a' && (ch) <= ’z') ? ((ch) - 0×20) : (ch) )
13，判断字符是不是10进值的数字
#define DECCHK( ch ) ((ch) >= ’0′ && (ch) <= ’9′)
14，判断字符是不是16进值的数字
#define HEXCHK( ch ) \
(((ch) >= ’0′ && (ch) <= ’9′) || \
((ch) >= ’A' && (ch) <= ’F') || \
((ch) >= ’a' && (ch) <= ’f') )
15，防止溢出的一个方法
#define INC_SAT( val ) (val = ((val)+1 > (val)) ? (val)+1 : (val))
16，返回数组元素的个数
#define ARR_SIZE( a ) ( sizeof( (a) ) / sizeof( (a[0]) ) )
17，对于IO空间映射在存储空间的结构，输入输出处理
#define inp(port) (*((volatile byte *) (port)))
#define inpw(port) (*((volatile word *) (port)))
#define inpdw(port) (*((volatile dword *)(port)))
#define outp(port, val) (*((volatile byte *) (port)) = ((byte) (val)))
#define outpw(port, val) (*((volatile word *) (port)) = ((word) (val)))
#define outpdw(port, val) (*((volatile dword *) (port)) = ((dword) (val)))
二、使用一些内置宏跟踪调试：
ANSI标准定义了几个个预定义的宏名。它们包括但不止于：
__LINE__
__FILE__
__DATE__
__TIME__
__STDC__
注： 常用的还有__FUNCTION__等【非标准】，详细信息可查看：Predefined Macros，如果编译不是标准的，则可能仅支持以上宏名中的几个，或根本不支持。记住编译程序 也许还提供其它预定义的宏名。可以定义宏，例如:当定义了_DEBUG，输出数据信息和所在文件所在行
#ifdef _DEBUG
#define DEBUGMSG(msg,date) printf(msg);printf("%d%d%d", date, __LINE__, __FILE__)
#else
#define DEBUGMSG(msg,date)
#endif
三、宏定义防止使用时错误：
①用小括号包含。
//例如：
#define ADD(a,b) （a+b）
②用do{}while(0)语句包含多语句防止错误（注意while(0)后无分号）.
//例如：
#difne DO(a,b) a+b; a++;
//应写成：
#difne DO(a,b) do{a+b; a++;}while(0)
为什么需要do{…}while(0)形式?大致有以下几个原因：
1)，空的宏定义避免warning:
#define foo() do{}while(0)
2)，存在一个独立的block，可以用来进行重复性变量定义，进行比较复杂的实现。
3)，如果出现在判断语句过后的宏，这样可以保证作为一个整体来是实现：
#define foo(x)
action1();
action2();
//在以下情况下：
if(NULL == pPointer)
foo();
//就会出现action2必然被执行的情况，而这显然不是程序设计的目的。
4)，以上的第3种情况用单独的{}也可以实现，但是为什么一定要一个do{}while(0)呢，看以下代码：
#define switch(x,y) {int tmp; tmp=x;x=y;y=tmp;}
if(x>y)
switch(x,y);
else //error, parse error before else
otheraction();
在把宏引入代码中，会多出一个分号，从而会报错。使用do{….}while(0) 把它包裹起来，成为一个独立的语法单元，从而不会与上下文发生混淆。同时因为绝大多数的编译器都能够识别do{…}while(0)这种无用的循环并进行优化，所以使用这种方法也不会导致程序的性能降低，【但是并非所有情况都用这种形式，有些情况不需要，有些情况则不能够够】。
四、宏中#和##的用法
1、一般用法
我们使用#把宏参数变为一个字符串,用##把两个宏参数贴合在一起.例如：
＃include<cstdio>
＃include<climits>
using namespace std;
#define STR(s) #s
#define CONS(a,b) int(a##e##b)
int main()
{
/* 输出字符串vck */
printf(STR(vck));
/* 2e3 输出:2000 */
printf("%d\n", CONS(2,3));
return 0;
}
2、当宏参数是另一个宏的时候
需要注意的是凡宏定义里有用
#或##的地方宏参数是不会再展开.
（1）、没有’#'和’##’的情况
#define TOW (2)
#define MUL(a,b) (a*b)
printf("%d*%d=%d\n", TOW, TOW, MUL(TOW,TOW));
这行的宏会被展开为：
printf("%d*%d=%d\n", (2), (2), ((2)*(2)));
MUL里的参数TOW会被展开为(2).
（2）、当有’#'或’##’的时候
#define A (2)
#define STR(s) #s
#define CONS(a,b) int(a##e##b)
printf("int max: %sn", STR(INT_MAX)); // INT_MAX ＃include<climits>
printf("%s\n", CONS(A, A)); // compile error
第一个printf()这行会被展开为：
printf(“int max: %s\n”, #INT_MAX);
第二个printf()则是：
printf("%s\n", int(AeA)); //编译错误
INT_MAX和A都不会再被展开, 然而解决这个问题的方法很简单. 加多一层中间转换宏；加这层宏的用意是把所有宏的参数在这层里全部展开, 那么在转换宏里的那一个宏(_STR)就能得到正确的宏参数.
#define A (2)
#define _STR(s) #s
#define STR(s) _STR(s) // 转换宏
#define _CONS(a,b) int(a##e##b)
#define CONS(a,b) _CONS(a,b) // 转换宏
printf(“int max: %s\n”, STR(INT_MAX));
输出为: int max: 0x7fffffff
STR(INT_MAX) –> _STR(0x7fffffff) 然后再转换成字符串；
printf("%d\n", CONS(A, A));
输出为：200
CONS(A, A) –> _CONS((2), (2)) –> int((2)e(2))
（3）、’#'和’##’的一些应用特例：
①、合并匿名变量名，例：
#define __ANONYMOUS1(type, var, line) type var##line
#define _ANONYMOUS0(type, line) __ANONYMOUS1(type, _anonymous, line)
#define ANONYMOUS(type) _ANONYMOUS0(type, __LINE__)
ANONYMOUS(static int);
//即:
static int _anonymous70; //70表示该行行号；
①第一层：ANONYMOUS(static int); –> __ANONYMOUS0(static int, LINE);
②第二层：–> ___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70);
③第三层：–> static int _anonymous70;
即每次只能解开当前层的宏，所以__LINE__在第二层才能被解开；
②、填充结构
#define FILL(a) {a, #a}
enum IDD{OPEN, CLOSE};
typedef struct MSG{
IDD id;
const char * msg;
}MSG;
MSG _msg[] = {
FILL(OPEN),
FILL(CLOSE)
};
//相当于：
MSG _msg[] = {
{OPEN, “OPEN”},
{CLOSE, ”CLOSE“}
};
③、记录文件名
#define _GET_FILE_NAME(f) #f
#define GET_FILE_NAME(f) _GET_FILE_NAME(f)
static char FILE_NAME[] = GET_FILE_NAME(__FILE__);
④、得到一个数值类型所对应的字符串缓冲大小
#define _TYPE_BUF_SIZE(type) sizeof #type
#define TYPE_BUF_SIZE(type) _TYPE_BUF_SIZE(type)
char buf[TYPE_BUF_SIZE(INT_MAX)];
char buf[_TYPE_BUF_SIZE(“0x7fffffff”)];
char buf[sizeof “0x7fffffff”];
这里相当于：
char buf[11];
五、__VA_ARGS__与##__VA_ARGS__
__VA_ARGS__ 是一个可变参数的宏，很少人知道这个宏，这个可变参数的宏是新的C99规范中新增的，目前似乎只有gcc支持（VC6.0的编译器不支持）。实现思想就是宏定义中参数列表的最后一个参数为省略号（也就是三个点）。##__VA_ARGS__ 宏，在__VA_ARGS__前面加上##的作用在于，当可变参数的个数为0时，这里的##起到把前面多余的逗号去掉的作用,否则会编译出错。（摘自：#、##、__VA_ARGS__和##__VA_ARGS__的作用）
旨在为数千万中国开发者提供一个无缝且高效的云端环境，以支持学习、使用和贡献开源项目。
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