2024年3月3日发(作者：)

C语言的宏定义

写好C语言，漂亮的宏定义很重要，使用宏定义可以防止出错，提高可移植性，可读性，方便性 等等。下面列举一些成熟软件中常用得宏定义：

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 char boolean; /* Boolean value

type. */

typedef unsigned long int uint32; /* Unsigned 32 bit

value */

typedef unsigned short uint16; /* Unsigned 16 bit

value */

typedef unsigned char uint8; /* Unsigned 8 bit

value */

typedef signed long int int32; /* Signed 32 bit

value */

typedef signed short int16; /* Signed 16 bit

value */

typedef signed char int8; /* Signed 8 bit

value */

//下面的不建议使用

typedef unsigned char byte; /* Unsigned 8 bit

value type. */

typedef unsigned short word; /* Unsinged 16 bit

value type. */

typedef unsigned long dword; /* Unsigned 32 bit

value type. */

typedef unsigned char uint1; /* Unsigned 8 bit

value type. */

typedef unsigned short uint2; /* Unsigned 16 bit

value type. */

typedef unsigned long uint4; /* Unsigned 32 bit

value type. */

typedef signed char int1; /* Signed 8 bit

value type. */

typedef signed short int2; /* Signed 16 bit

value type. */

typedef long int int4; /* Signed 32 bit

value type. */

typedef signed long sint31; /* Signed 32 bit

value */

typedef signed short sint15; /* Signed 16 bit

value */

typedef signed char sint7; /* Signed 8 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 )

/*lint -e545 */ ( (dword) &(( type *) 0)-> field ) /*lint +e545

*/

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(***) ((byte) ((word)(***) & 255))

#define WORD_HI(***) ((byte) ((word)(***) >> 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( c ) ( ((c) >= ''a'' && (c) <= ''z'') ? ((c)

- 0x20) : (c) )

13，判断字符是不是10进值的数字

#define DECCHK( c ) ((c) >= ''0'' && (c) <= ''9'')

14，判断字符是不是16进值的数字

#define HEXCHK( c ) ( ((c) >= ''0'' && (c) <= ''9'') ||

((c) >= ''A'' && (c) <= ''F'') ||

((c) >= ''a'' && (c) <= ''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，返回一个无符号数n尾的值MOD_BY_POWER_OF_TWO(X,n)=X%(2^n)

#define MOD_BY_POWER_OF_TWO( val, mod_by )

( (dword)(val) & (dword)((mod_by)-1) )

18，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)))

19,使用一些宏跟踪调试

A N S I标准说明了五个预定义的宏名。它们是：

_LINE_

_FILE_

_DATE_

_TIME_

_STDC_

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。

_LINE_及_FILE_宏指令在有关#line的部分中已讨论，这里讨论其余的宏名。

_DATE_宏指令含有形式为月/日/年的串，表示源文件被翻译到代码时的日期。

源代码翻译到目标代码的时间作为串包含在_TIME_中。串形式为时：分：秒。

如果实现是标准的，则宏_STDC_含有十进制常量1。如果它含有任何其它数，则实现是

非标准的。

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

20，宏定义防止使用是错误

用小括号包含。

例如：#define ADD(a,b)(a+b)

用do{}while(0)语句包含多语句防止错误

例如：#difne DO(a,b) a+b;

a++;

应用时：if(„.)

DO(a,b); //产生错误

else

=================================

#define wait_event(wq,condition)

do{

if(condition)

break;

__wait_event(wq,condition);

}while(0)

下面是解释：

假设有这样一个宏定义

#define macro(condition)

if(condition) dosomething();

现在在程序中这样使用这个宏：

if(temp)

macro(i);

else

doanotherthing();

一切看起来很正常，但是仔细想想。这个宏会展开成：

if(temp)

if(condition) dosomething();

else

doanotherthing();

这时的else不是与第一个if语句匹配，而是错误的与第二个if语句进行了匹配，编译通过了，但是运行的结果一定是错误的。

为了避免这个错误，我们使用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

C中的可变参数研究

一． 何谓可变参数

int printf(const char* format, ...);

这是使用过C语言的人所再熟悉不过的printf函数原型，它的参数中就有固定参数format和可变参数（用”„”表示）. 而我们又可以用各种方式来调用printf,如:

printf("%d",value);

printf("%s",str);

printf("the number is %d ,string is:%s",

value, str);

二. 实现原理

C语言用宏来处理这些可变参数。这些宏看起来很复杂，其实原理挺简单，就是根据参数入栈的特点从最靠近第一个可变参数的固定参数开始，依次获取每个可变参数的地址。下面我们来分析这些宏。在VC中的stdarg.h头文件中，针对不同平台有不同的宏定义，我们选取X86平台下的宏定义：

typedef char *va_list;

/*把va_list被定义成char*，这是因为在我们目前所用的PC机上，字符指针类型可以用来存储内存单元地址。而在有的机器上va_list是被定义成void*的*/

#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int)

- 1) & ~(sizeof(int) - 1) )

/*_INTSIZEOF(n)宏是为了考虑那些内存地址需要对齐的系统，从宏的名字来应该是跟sizeof(int)对齐。一般的sizeof(int)=4，也就是参数在内存中的地址都为4的倍数。比如，如果sizeof(n)在1－4之间，那么_INTSIZEOF(n)＝4；如果sizeof(n)在5－8之间，那么_INTSIZEOF(n)=8。*/

#define va_start(ap,v)( ap = (va_list)&v +

_INTSIZEOF(v) )

/*va_start的定义为 &v+_INTSIZEOF(v) ,这里&v是最后一个固定参数的起始地址，再加上其实际占用大小后，就得到了第一个可变参数的起始内存地址。所以我们运行va_start(ap, v)以后,ap指向第一个可变参数在的内存地址*/

#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap +=

_INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )

/*这个宏做了两个事情，

①用用户输入的类型名对参数地址进行强制类型转换，得到用户所需要的值

②计算出本参数的实际大小，将指针调到本参数的结尾，也就是下一个参数的首地址，以便后续处理。*/

#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )

/*x86平台定义为ap=(char*)0;使ap不再 指向堆栈,而是跟NULL一样.有些直接定义为((void*)0),这样编译器不会为va_end产生代码,例如gcc在linux的x86平台就是这样定义的. 在这里大家要注意一个问题:由于参数的地址用于va_start宏,所以参数不能声明为寄存器变量或作为函数或数组类型. */

以下再用图来表示:

在VC等绝大多数C编译器中，默认情况下，参数进栈的顺序是由

右向左的，因此，参数进栈以后的内存模型如下图所示：最后一个固定参数的地址位于第一个可变参数之下，并且是连续存储的。

|——————————————————————————|

|最后一个可变参数 | ->高内存地址处

|——————————————————————————|

...................

|——————————————————————————|

|第N个可变参数 | ->va_arg(arg_ptr,int)后arg_ptr所指的地方,

| | 即第N个可变参数的地址。

|——————————————— |

„„„„„„„„„„.

|——————————————————————————|

|第一个可变参数 | ->va_start(arg_ptr,start)后arg_ptr所指的地方

| | 即第一个可变参数的地址

|——————————————— |

|———————————————————————— ——|

| |

|最后一个固定参数 | -> start的起始地址

|—————————————— —| .................

|—————————————————————————— |

| |

|——————————————— |-> 低内存地址处

三. printf 研究

下面是一个简单的printf函数的实现，参考了中的156页的例子，读者可以结合书上的代码与本文参照。

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

void myprintf(char* fmt, ...) //一个简单的类似于printf的实现，//参数必须都是int 类型

{

char* pArg=NULL; //等价于原来的va_list

char c;

pArg = (char*) &fmt; //注意不要写成p =

fmt !!因为这里要对//参数取址，而不是取值

pArg += sizeof(fmt); //等价于原来的va_start

do

{

c =*fmt;

if (c != ''%'')

{

putchar(c); //照原样输出字符

}

else

{

//按格式字符输出数据

switch(*++fmt)

{

case ''d'':

printf("%d",*((int*)pArg));

break;

case ''x'':

printf("%#x",*((int*)pArg));

break;

default:

break;

}

pArg += sizeof(int); //等价于原来的va_arg

}

++fmt;

}while (*fmt != ''0'');

pArg = NULL; //等价于va_end

return;

}

int main(int argc, char* argv[])

{

int i = 1234;

int j = 5678;

myprintf("the first test:i=%d",i,j);

myprintf("the secend

test:i=%d; %x;j=%d;",i,0xabcd,j);

system("pause");

return 0;

}

在intel+win2k+vc6的机器执行结果如下：

the first test:i=1234

the secend test:i=1234; 0xabcd;j=5678;

四. 应用

求最大值:

#include //不定数目参数需要的宏

int max(int n,int num,...)

{

va_list x;//说明变量x

va_start(x,num);//x被初始化为指向num后的第一个参数

int m=num;

for(int i=1;i {

//将变量x所指向的int类型的值赋给y,同时使x指向下一个参数

int y=va_arg(x,int);

if(y>m)m=y;

}

va_end(x);//清除变量x

return m;

}

main()

{

printf("%d,%d",max(3,5,56),max(6,0,4,32,45,533));

}