1 概述
使用過以“#”號開頭的預處理命令。如包含命令# include，宏定義命令# define等。在源程序中這些命令都放在函數之外， 而且一般都放在源文件的前面，它們稱為預處理部分。
所謂預處理是指在進行編譯的第一遍掃描(詞法掃描和語法分析)之前所作的工作。預處理是Ｃ語言的一個重要功能， 它由預處理程序負責完成。當對一個源文件進行編譯時， 系統將自動引用預處理程序對源程序中的預處理部分作處理， 處理完畢自動進入對源程序的編譯。
Ｃ語言提供了多種預處理功能，如宏定義、文件包含、 條件編譯等。合理地使用預處理功能編寫的程序便於閱讀、修改、 移植和調試，也有利於模塊化程序設計。
2 宏定義：（替換 思想）
在Ｃ語言源程序中允許用一個標識符來表示一個字符串， 稱為“宏”。被定義為“宏”的標識符稱為“宏名”。在編譯預處理時，對程序中所有出現的“宏名”，都用宏定義中的字符串去代換， 這稱為“宏代換”或“宏展開”。
宏定義是由源程序中的宏定義命令完成的。 宏代換是由預處理程序自動完成的。在Ｃ語言中，“宏”分為有參數和無參數兩種。
2.1
無參宏定義 : 無參宏的宏名後 不帶參數。
定義的一般形式為：
#define 標識符 字符串
其中的“#”表示這是一條預處理命令。凡是以“#”開頭的均為預處理命令。“define”為宏定義命令。 “標識符”為所定義的宏名。“字符串”可以是常數、表達式、格式串等。
例如：
#define M (y*y+3*y)
main(){
int s,y;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&y);
s=3*M+4*M+5*M;
printf("s=%d\n",s);
}
上例程序中首先進行宏定義，定義M表達式(y*y+3*y),在s= 3*M+4*M+5* M中作了宏調用。在預處理時經宏展開後該語句變為：s=3*(y*y+3*y)+4(y*y+3*y)+5(y*y+3*y);但要注意的是，在宏定義中表達式(y*y+3*y)兩邊的括號不能少。否則會發生錯誤。
當作以下定義後： #difine M y*y+3*y在宏展開時將得到下述語句： s=3*y*y+3*y+4*y*y+3*y+5*y*y+3*y；這相當於； 3y2+3y+4y2+3y+5y2+3y；顯然與原題意要求不符。計算結果當然是錯誤的。
注意：
1 宏定義是用宏名來表示一個字符串，在宏展開時又以該字符串取代宏名，這只是一種簡單的代換，字符串中可以含任何字符，可以是常數，也可以是表達式，預處理程序對它不作任何檢查。如有錯誤，只能在編譯已被宏展開後的源程序時發現。
2 宏定義不是說明或語句，在行末不必加分號，如加上分號則連分號也一起置換。
3. 宏定義必須寫在函數之外，其作用域為宏定義命令起到源程序結 束。如要終止其作用域可使用# undef命令，例如： # define PI 3.14159
main()
{
……
}
# undef PIPI的作用域
f1()
....表示PI只在main函數中有效，在f1中無效。
4. 宏名在源程序中若用引號括起來，則預處理程序不對其作宏代換。
#define OK 100
main()
{
printf("OK");
printf("\n");
}
上例中定義宏名OK表示100，但在printf語句中OK被引號括起來，因此不作宏代換。程序的運行結果為：OK這表示把“OK”當字符串處理。
5. 宏定義允許嵌套，在宏定義的字符串中可以使用已經定義的宏名。在宏展開時由預處理程序層層代換。例如： #define PI 3.1415926
#define S PI*y*y /* PI是已定義的宏名*/對語句： printf("%f",s);在宏代換後變為： printf("%f",3.1415926*y*y);
6. 習慣上宏名用大寫字母表示，以便於與變量區別。但也允許用小寫字母。
7. 可用宏定義表示數據類型，使書寫方便。例如： #define STU struct stu在程序中可用STU作變量說明： STU body[5],*p;#define INTEGER int 在程序中即可用INTEGER作整型變量說明： INTEGER a,b; 應注意用宏定義表示數據類型和用typedef定義數據說明符的區別。宏定義只是簡單的字符串代換，是在預處理完成的，而typedef是在編譯時處理的，它不是作簡單的代換， 而是對類型說明符重新命名。被命名的標識符具有類型定義說明的功能。請看下面的例子：
#define PIN1 int* typedef (int*) PIN2;從形式上看這兩者相似， 但在實際使用中卻不相同。下面用PIN1，PIN2說明變量時就可以看出它們的區別： PIN1 a,b;在宏代換後變成 int *a,b;表示a是指向整型的指針變量，而b是整型變量。然而：PIN2 a,b;表示a,b都是指向整型的指針變量。因為PIN2是一個類型說明符。由這個例子可見，宏定義雖然也可表示數據類型， 但畢竟是作字符
代換。在使用時要分外小心，以避出錯。
8. 對“輸出格式”作宏定義，可以減少書寫麻煩。例9.3 中就采用了這種方法。
#define P printf
#define D "%d\n"
#define F "%f\n"
main(){
int a=5, c=8, e=11;
float b=3.8, d=9.7, f=21.08;
P(D F,a,b);
P(D F,c,d);
P(D F,e,f);
}
2.2 含參數的宏定義
Ｃ語言允許宏帶有參數。在宏定義中的參數稱為形式參數， 在宏調用中的參數稱為實際參數。對帶參數的宏，在調用中，不僅要宏展開， 而且要用實參去代換形參。
帶參宏定義的一般形式為： #define 宏名(形參表) 字符串 在字符串中含有各個形參。帶參宏調用的一般形式為： 宏名(實參表)；
例如：
#define M(y) y*y+3*y /*宏定義*/
:
k=M(5); /*宏調用*/
: 在宏調用時，用實參5去代替形參y， 經預處理宏展開後的語句
為： k=5*5+3*5
#define MAX(a,b) (a>b)?a:b
main(){
int x,y,max;
printf("input two numbers: ");
scanf("%d%d",&x,&y);
max=MAX(x,y);
printf("max=%d\n",max);
}
上例程序的第一行進行帶參宏定義，用宏名MAX表示條件表達式(a>b)?a:b，形參a,b均出現在條件表達式中。程序第七行max=MAX(x,
y)為宏調用，實參x,y，將代換形參a,b。宏展開後該語句為： max=(x>y)?x:y;用於計算x,y中的大數。對於帶參的宏定義有以下問題需要說明：
1. 帶參宏定義中，宏名和形參表之間不能有空格出現。
例如把： #define MAX(a,b) (a>b)?a:b寫為： #define
MAX (a,b) (a>b)?a:b 將被認為是無參宏定義，宏名MAX代表字符串 (a,b)(a>b)?a:b。
宏展開時，宏調用語句： max=MAX(x,y);將變為： max=(a,b)(a>b)?a:b(x,y);這顯然是錯誤的。
2. 在帶參宏定義中，形式參數不分配內存單元，因此不必作類型定義。而宏調用中的實參有具體的值。要用它們去
代換形參，因此必須作類型說明。
這是與函數中的情況不同的。在函數中，形參和實參是兩個不同的量，各有自己的作用域，調用時要把實參值賦予形參，進行“值傳遞”。而在帶參宏中，只是符號代換，不存在值傳遞的問題。
3. 在宏定義中的形參是標識符，而宏調用中的實參可以是表達式。
#define SQ(y) (y)*(y)
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
上例中第一行為宏定義，形參為y。程序第七行宏調用中實參為a+1，是一個表達式，在宏展開時，用a+1代換y，再用(y)*(y) 代換SQ，得到如下語句： sq=(a+1)*(a+1);
這與函數的調用是不同的， 函數調用時要把實參表達式的值求出來再賦予形參。 而宏代換中對實參表達式不作計算直接地照原樣代換。
4. 在宏定義中，字符串內的形參通常要用括號括起來以避免出錯。
在上例中的宏定義中(y)*(y)表達式的y都用括號括起來，因此結果是正確的。如果去掉括號，把程序改為以下形式：
#define SQ(y) y*y
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
運行結果為：input a number:3
sq=7 同樣輸入3，但結果卻是不一樣的。問題在哪裡呢? 這是由於代換只作符號代換而不作其它處理而造成的。 宏代換後將得到以下語句：
sq=a+1*a+1; 由於a為3故sq的值為7。這顯然與題意相違，因此參數兩邊的括號是不能少的。即使在參數兩邊加括號還是不夠的，請看下面程序：
#define SQ(y) (y)*(y)
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=160/SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
本程序與前例相比，只把宏調用語句改為： sq=160/SQ(a+1); 運行本程序如輸入值仍為3時，希望結果為10。但實際運行的結果如下：input a number:3 sq=160為什麼會得這樣的結果呢?分析宏調用語句，在宏代換之後變為： sq=160/(a+1)*(a+1);a為3時，由於“/”和“*”運算符優先級和結合性相同， 則先作160/(3+1)得40，再作40*(3+1)最後得160。為了得到正確答案應在宏定義中的整個字符串外加括號， 程序修改如下
#define SQ(y) ((y)*(y))
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=160/SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
以上討論說明，對於宏定義不僅應在參數兩側加括號， 也應在整個字符串外加括號。
5. 帶參的宏和帶參函數很相似，但有本質上的不同，除上面已談到的各點外，把同一表達式用函數處理與用宏處理兩者的結果有可能是不同的。main(){
int i=1;
while(i<=5)
printf("%d\n",SQ(i++));
}
SQ(int y)
{
return((y)*(y));
}#define SQ(y) ((y)*(y))
main(){
int i=1;
while(i<=5)
printf("%d\n",SQ(i++));
}
在上例中函數名為SQ，形參為Y，函數體表達式為((y)*(y))。在例9.6中宏名為SQ，形參也為y，字符串表達式為(y)*(y))。 兩例是相同的。例9.6的函數調用為SQ(i++)，例9.7的宏調用為SQ(i++)，實參也是相同的。從輸出結果來看，卻大不相同。分析如下：在例9.6中，函數調用是把實參i值傳給形參y後自增1。 然後輸出函數值。因而要循環5次。輸出1～5的平方值。而在例9.7中宏調用時，只作代換。SQ(i++)被代換為((i++)*(i++))。在第一次循環時，由於i等於1，其計算過程為：表達式中前一個i初值為1，然後i自增1變為2，因此表達式中第2個i初值為2，兩相乘的結果也為2，然後i值再自增1，得3。在第二次循環時，i值已有初值為3，因此表達式中前一個i為3，後一個i為4，
乘積為12，然後i再自增1變為5。進入第三次循環，由於i 值已為5，所以這將是最後一次循環。計算表達式的值為5*6等於30。i值再自增1變為6，不再滿足循環條件，停止循環。從以上分析可以看出函數調用和宏調用二者在形式上相似， 在本質上是完全不同的。
6. 宏定義也可用來定義多個語句，在宏調用時，把這些語句又代換到源程序內。看下面的例子。
#define SSSV(s1,s2,s3,v) s1=l*w;s2=l*h;s3=w*h;v=w*l*h;
main(){
int l=3,w=4,h=5,sa,sb,sc,vv;
SSSV(sa,sb,sc,vv);
printf("sa=%d\nsb=%d\nsc=%d\nvv=%d\n",sa,sb,sc,vv);
}
程序第一行為宏定義，用宏名SSSV表示4個賦值語句，4 個形參分別為4個賦值符左部的變量。在宏調用時，把4 個語句展開並用實參代替形參。使計算結果送入實參之中。
