C語言巨集定義、巨集函式、內建巨集與常用巨集
前言：
在C語言中，變數型別、迴圈控制、基礎語法等與其他高階語言基本無異；而C語言（C++）特有的兩把雙刃劍指標和巨集定義/巨集函式使得C語言在底層開發中披荊斬棘、無所不能。這兩個概念涉及範圍比較廣，其分支點也比較多，可謂星羅棋佈，但這每顆星都足以照亮C語言因其開發週期、可維護性、可移植性等問題而顯的黯淡的天空，使得這門語言靈活多變、操作犀利，令人難以揣摩卻也深深著迷。
首先，C的第一把雙刃劍：指標，這也是所有學C的人，最先會接觸、最多接觸也最無法避免、也是最為之魂牽夢縈茶飯不思的概念；包括一級指標、二級指標、陣列指標、指標陣列、函式指標、甚至函式指標陣列、函式指標陣列指標等，怪異稱呼說不盡道不清，指東指西、指其所想指，所能指、所不能指。尤其是函式指標、以及函式指標陣列等在C的高階特性中（一般是用來進行適配層函式掛載，驅動分發）時常會被用到。
而巨集則是更為鋒利的一把雙刃劍，由於疏於習練，至今尚未參透其中奧祕。今天且稍作總結，記錄學歷過程之煩惱萬千與趣味無窮。
一、下面列舉一些成熟軟體中常用的巨集定義：
1，防止一個頭檔案被重複包含
#ifndef COMDEF_H
#define COMDEF_H
//標頭檔案內容 …
#endif
2，重新定義一些型別，防止由於各種平臺和編譯器的不同，而產生的型別位元組數差異，方便移植。
typedef unsigned long int uint32; /* Unsigned 32 bit value */
3，得到指定地址上的一個位元組或字
#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，得到一個field在結構體(struct)中的偏移量
#define FPOS( type, field ) ( (dword) &(( type *) 0)-> field )
6,得到一個結構體中field所佔用的位元組數
#define FSIZ( type, field ) sizeof( ((type *) 0)->field )
7，按照LSB格式把兩個位元組轉化為一個word
#define FLIPW( ray ) ( (((word) (ray)[0]) * 256) + (ray)[1] )
8，按照LSB格式把一個word轉化為兩個位元組
#define FLOPW( ray, val ) \
(ray)[0] = ((val) / 256); \
(ray)[1] = ((val) & 0xFF)
9，得到一個變數的地址（word寬度）
#define B_PTR( var ) ( (byte *) (void *) &(var) )
#define W_PTR( var ) ( (word *) (void *) &(var) )
10，得到一個字的高位和低位位元組
#define WORD_LO(xxx) ((byte) ((word)(var) & 255))
#define WORD_HI(xxx) ((byte) ((word)(var) >> 8))
11，返回一個比X大的最接近的8的倍數
#define RND8( x ) ((((x) + 7) / 8 ) * 8 )
12，將一個字母轉換為大寫
#define UPCASE( ch ) ( ((ch) >= ’a' && (ch) <= ’z') ? ((ch) - 0×20) : (ch) )
13，判斷字元是不是10進值的數字
#define DECCHK( ch ) ((ch) >= ’0′ && (ch) <= ’9′)
14，判斷字元是不是16進值的數字
#define HEXCHK( ch ) \
(((ch) >= ’0′ && (ch) <= ’9′) || \
((ch) >= ’A' && (ch) <= ’F') || \
((ch) >= ’a' && (ch) <= ’f') )
15，防止溢位的一個方法
#define INC_SAT( val ) (val = ((val)+1 > (val)) ? (val)+1 : (val))
16，返回陣列元素的個數
#define ARR_SIZE( a ) ( sizeof( (a) ) / sizeof( (a[0]) ) )
17，對於IO空間對映在儲存空間的結構，輸入輸出處理
#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、使用一些內建巨集跟蹤除錯：
ANSI標準定義了幾個個預定義的巨集名。它們包括但不止於：
__LINE__
__FILE__
__DATE__
__TIME__
__STDC__
注： 常用的還有__FUNCTION__等【非標準】，詳細資訊可檢視：Predefined Macros，如果編譯不是標準的，則可能僅支援以上巨集名中的幾個，或根本不支援。記住編譯程式 也許還提供其它預定義的巨集名。可以定義巨集，例如:當定義了_DEBUG，輸出資料資訊和所在檔案所在行
#ifdef _DEBUG
#define DEBUGMSG(msg,date) printf(msg);printf("%d%d%d", date, __LINE__, __FILE__)
#else
#define DEBUGMSG(msg,date)
#endif
三、巨集定義防止使用時錯誤：
①用小括號包含。
//例如：
#define ADD(a,b) （a+b）
②用do{}while(0)語句包含多語句防止錯誤（注意while(0)後無分號）.
//例如：
#difne DO(a,b) a+b; a++;
//應寫成：
#difne DO(a,b) do{a+b; a++;}while(0)
為什麼需要do{…}while(0)形式?大致有以下幾個原因：
1)，空的巨集定義避免warning:
#define foo() do{}while(0)
2)，存在一個獨立的block，可以用來進行重複性變數定義，進行比較複雜的實現。
3)，如果出現在判斷語句過後的巨集，這樣可以保證作為一個整體來是實現：
#define foo(x)
action1();
action2();
//在以下情況下：
if(NULL == pPointer)
foo();
//就會出現action2必然被執行的情況，而這顯然不是程式設計的目的。
4)，以上的第3種情況用單獨的{}也可以實現，但是為什麼一定要一個do{}while(0)呢，看以下程式碼：
#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();
在把巨集引入程式碼中，會多出一個分號，從而會報錯。使用do{….}while(0) 把它包裹起來，成為一個獨立的語法單元，從而不會與上下文發生混淆。同時因為絕大多數的編譯器都能夠識別do{…}while(0)這種無用的迴圈並進行優化，所以使用這種方法也不會導致程式的效能降低，【但是並非所有情況都用這種形式，有些情況不需要，有些情況則不能夠夠】。
四、巨集中#和##的用法
1、一般用法
我們使用#把巨集引數變為一個字串,用##把兩個巨集引數貼合在一起.例如：
＃include<cstdio>
＃include<climits>
using namespace std;
#define STR(s) #s
#define CONS(a,b) int(a##e##b)
int main()
{
/* 輸出字串vck */
printf(STR(vck));
/* 2e3 輸出:2000 */
printf("%d\n", CONS(2,3));
return 0;
}
2、當巨集引數是另一個巨集的時候
需要注意的是凡巨集定義裡有用
#或##的地方巨集引數是不會再展開.
（1）、沒有’#'和’##’的情況
#define TOW (2)
#define MUL(a,b) (a*b)
printf("%d*%d=%d\n", TOW, TOW, MUL(TOW,TOW));
這行的巨集會被展開為：
printf("%d*%d=%d\n", (2), (2), ((2)*(2)));
MUL裡的引數TOW會被展開為(2).
（2）、當有’#'或’##’的時候
#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
第一個printf()這行會被展開為：
printf(“int max: %s\n”, #INT_MAX);
第二個printf()則是：
printf("%s\n", int(AeA)); //編譯錯誤
INT_MAX和A都不會再被展開, 然而解決這個問題的方法很簡單. 加多一層中間轉換巨集；加這層巨集的用意是把所有巨集的引數在這層裡全部展開, 那麼在轉換巨集裡的那一個巨集(_STR)就能得到正確的巨集引數.
#define A (2)
#define _STR(s) #s
#define STR(s) _STR(s) // 轉換巨集
#define _CONS(a,b) int(a##e##b)
#define CONS(a,b) _CONS(a,b) // 轉換巨集
printf(“int max: %s\n”, STR(INT_MAX));
輸出為: int max: 0x7fffffff
STR(INT_MAX) –> _STR(0x7fffffff) 然後再轉換成字串；
printf("%d\n", CONS(A, A));
輸出為：200
CONS(A, A) –> _CONS((2), (2)) –> int((2)e(2))
（3）、’#'和’##’的一些應用特例：
①、合併匿名變數名，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表示該行行號；
①第一層：ANONYMOUS(static int); –> __ANONYMOUS0(static int, LINE);
②第二層：–> ___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70);
③第三層：–> static int _anonymous70;
即每次只能解開當前層的巨集，所以__LINE__在第二層才能被解開；
②、填充結構
#define FILL(a) {a, #a}
enum IDD{OPEN, CLOSE};
typedef struct MSG{
IDD id;
const char * msg;
}MSG;
MSG _msg[] = {
FILL(OPEN),
FILL(CLOSE)
};
//相當於：
MSG _msg[] = {
{OPEN, “OPEN”},
{CLOSE, ”CLOSE“}
};
③、記錄檔名
#define _GET_FILE_NAME(f) #f
#define GET_FILE_NAME(f) _GET_FILE_NAME(f)
static char FILE_NAME[] = GET_FILE_NAME(__FILE__);
④、得到一個數值型別所對應的字串緩衝大小
#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”];
這裡相當於：
char buf[11];
五、__VA_ARGS__與##__VA_ARGS__
__VA_ARGS__ 是一個可變引數的巨集，很少人知道這個巨集，這個可變引數的巨集是新的C99規範中新增的，目前似乎只有gcc支援（VC6.0的編譯器不支援）。實現思想就是巨集定義中引數列表的最後一個引數為省略號（也就是三個點）。##__VA_ARGS__ 巨集，在__VA_ARGS__前面加上##的作用在於，當可變引數的個數為0時，這裡的##起到把前面多餘的逗號去掉的作用,否則會編譯出錯。（摘自：#、##、__VA_ARGS__和##__VA_ARGS__的作用）