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 символических имён числовым константам.

Вы создаёте макросы с директивой «#define». За «#define» следует имя макроса, а затем последовательность токенов, для которой он должен быть сокращением, которая также называется телом макроса, расширением или списком замены. Например,

#define BUFFER_SIZE 1024

определяет макрос с именем BUFFER_SIZE как сокращение для токена 1024. Если где-то после этой директивы «#define» находится 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 записываются 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 новую строку. Однако при расширении макроса всё это будет на одной строке. Например,

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

Самым распространённым видимым 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 предварительной обработки. Скобки не должны быть сбалансированы, и тело не обязательно должно напоминать действительный 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, а затем расширение проверяется на наличие других макросов для расширения. Например,

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

TABLESIZE расширяется в первую очередь, чтобы получить BUFSIZE, а затем этот макрос расширяется, чтобы получить окончательный результат 1024.

Обратите внимание, что BUFSIZE не было определено, когда TABLESIZE было определено. «#define» для TABLESIZE использует именно то расширение, которое вы указали — в данном случае BUFSIZE, и не проверяет, содержит ли оно имена макросов. Только когда вы используете TABLESIZE, результат его расширения сканируется на наличие других имён макросов.

Это имеет значение, если вы измените определение BUFSIZE в какой-то момент в исходном файле. TABLESIZE, определённое 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 двух этапах) до 37.

Если расширение макроса содержит его собственное имя, напрямую или через промежуточные макросы, оно не расширяется повторно при проверке расширения на наличие других макросов. Это предотвращает бесконечную рекурсию. См. Самоссылочные макросы для получения подробной информации.