3.1 Макросы, подобные объектам

Макрос, подобный объекту — это простой идентификатор, который будет заменён фрагментом кода. Он называется подобным объекту, потому что в коде, который его использует, он выглядит как объект данных. Они чаще всего используются для присвоения символьных имён числовым константам.

Вы создаёте макросы с директивой ‘#define’. После ‘#define’ следует имя макроса, а затем последовательность токенов, для которой он должен быть сокращением, что по-разному называется телом макроса, расширением или списком замены. Например,

#define BUFFER_SIZE 1024

определяет макрос под названием BUFFER_SIZE как сокращение для токена 1024. Если где-то после этой директивы ‘#define’ встречается оператор C вида

foo = (char *) malloc (BUFFER_SIZE);

то препроцессор C распознает и расширит макрос BUFFER_SIZE. Компилятор C увидит те же токены, что и если бы вы написали

foo = (char *) malloc (1024);

По соглашению, имена макросов пишутся заглавными буквами. Программы легче читать, когда можно с первого взгляда определить, какие имена являются макросами.

Тело макроса заканчивается в конце строки ‘#define’. При необходимости определение можно продолжить на нескольких строках, используя обратную косую черту и перенос строки. Однако при расширении макроса всё будет выведено в одной строке. Например,

#define NUMBERS 1, \
                2, \
                3
int x[] = { NUMBERS };
     → int x[] = { 1, 2, 3 };

Наиболее заметным следствием этого являются неожиданные номера строк в сообщениях об ошибках.

Нет ограничений на то, что может находиться в теле макроса, при условии, что оно разлагается на допустимые токены предобработки. Скобки не обязательно должны быть сбалансированы, а тело не обязательно должно выглядеть как допустимый код C. (Если это не так, вы можете получить сообщения об ошибках от компилятора C при использовании макроса.)

Препроцессор C сканирует вашу программу последовательно. Определения макросов вступают в силу в том месте, где вы их пишете. Поэтому следующий ввод для препроцессора C

foo = X;
#define X 4
bar = X;

производит

foo = X;
bar = 4;

Когда препроцессор расширяет имя макроса, расширение макроса заменяет вызов макроса, затем расширение проверяется на наличие других макросов для расширения. Например,

#define TABLESIZE BUFSIZE
#define BUFSIZE 1024
TABLESIZE
     → BUFSIZE
     → 1024

TABLESIZE сначала расширяется, чтобы получить BUFSIZE, затем этот макрос расширяется, чтобы получить конечный результат 1024.

Обратите внимание, что BUFSIZE не было определено при определении TABLESIZE. ‘#define’ для TABLESIZE использует именно указанное вами расширение — в данном случае, BUFSIZE — и не проверяет, содержит ли оно имена макросов. Только когда вы используете TABLESIZE, результат его расширения проверяется на наличие других имён макросов.

Это имеет значение, если вы измените определение BUFSIZE в какой-то точке исходного файла. TABLESIZE, определённый как показано, всегда будет расширяться, используя определение BUFSIZE, которое в настоящее время действует:

#define BUFSIZE 1020
#define TABLESIZE BUFSIZE
#undef BUFSIZE
#define BUFSIZE 37

Теперь TABLESIZE расширяется (в два этапа) до 37.

Если расширение макроса содержит собственное имя, либо непосредственно, либо через промежуточные макросы, оно не расширяется повторно, когда расширение проверяется на наличие других макросов. Это предотвращает бесконечную рекурсию. См. Самоссылочные макросы для точных деталей.