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正念君

一位熱愛編程的程序員

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帶參宏在我們的嵌入式編程中使用得非常多，其定義如下：

其中參數(shù)列表中的參數(shù)之間用逗號分隔，字符序列中應(yīng)包含參數(shù)表中的參數(shù)。在定義帶參數(shù)的宏時，宏名標識符與左圓括號之間不允許有空白符，應(yīng)緊接在一起，否則變成了無參數(shù)的宏定義。

并且，字符序列與其每一個參數(shù)必須用括號擴起來，否則該宏定義可能會產(chǎn)生二義性。下面舉個簡單的例子，定義一個求平方的宏函數(shù)：

輸出結(jié)果如下：

res變量的輸出結(jié)果為17，與我們期望的res = 49;相差甚遠！這就是因為我們不給字符序列中的宏參數(shù)加括號的原因，產(chǎn)生了歧義。程序生成可執(zhí)行程序之前的預(yù)處理過程中把SQUARE(x+2)替換成了x+2*x+2，因此當x=5時res的結(jié)果為17。我們可以使用命令gcc -E hello.c -o hello.i進行預(yù)處理，然后查看經(jīng)過預(yù)處理得到的文件hello.i的內(nèi)容，hello.i里的內(nèi)容如下：

hello.i里的內(nèi)容與我們上面分析的一致！關(guān)于C程序的編譯原理可查看往期筆記：【本質(zhì)】你知道C語言編譯的過程嗎？關(guān)于windows系統(tǒng)下使用gcc編譯器的方法可參考往期筆記：使用Notepad++來開發(fā)C程序

以上程序嚴謹?shù)那笃椒降暮旰瘮?shù)的定義如下：

程序輸出結(jié)果如下：

可見，這才是我們要的正確結(jié)果。

帶參宏到底有多重要，看看TI的一些官方例程就知道，其把很多算法使用帶參宏封裝起來，用戶就可以很方便的使用。

 帶參宏—— clarke變換算法

帶參宏—— PI調(diào)節(jié)器算法

這些.h文件都使用宏來封裝各種算法

同樣，ST官方固件庫中也大量使用帶參宏：

可見帶參宏定義的重要性！除此之外，通過以上宏定義，可發(fā)現(xiàn)很多宏定義分行時，其行后都加上反斜杠 \ 進行分隔，這也是需要注意的細節(jié)。

帶參宏與函數(shù)的區(qū)別

查看以上帶參宏，我們發(fā)現(xiàn)帶參宏似乎與函數(shù)似乎長得很像，它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系呢？TI為什么要使用宏來對一些算法進行封裝呢，難道使用函數(shù)來封裝不可以嗎？答案是可以的：

TI也說了，使用者可以很方便地把這些算法宏轉(zhuǎn)換成一些函數(shù)。換句話說就是你可以使用宏定義，也可以使用函數(shù)。那么，什么時候封裝成宏定義比較好，什么時候封裝成函數(shù)比較好呢？

以下內(nèi)容參考文章：

下面，先看一下帶參宏與函數(shù)的一些區(qū)別，舉個例子，比較兩個數(shù)或者表達式大?。?/span>

（1）帶參宏的方式：

（2）函數(shù)封裝的方式：

很顯然，我們不會選擇用函數(shù)來完成這個任務(wù)，原因有兩個：

（1）首先，函數(shù)調(diào)用會帶來額外的開銷，它需要開辟一片棧空間，記錄返回地址，將形參壓棧，從函數(shù)返回還要釋放堆棧。這種開銷不僅會降低代碼效率，而且代碼量也會大大增加，而使用宏定義則在代碼規(guī)模和速度方面都比函數(shù)更勝一籌；

（2）其次，函數(shù)的參數(shù)必須被聲明為一種特定的類型，所以它只能在類型合適的表達式上使用，我們?nèi)绻容^兩個浮點型的大小，就不得不再寫一個專門針對浮點型的比較函數(shù)。反之，上面的那個宏定義可以用于整形、長整形、單浮點型、雙浮點型以及其他任何可以用“>”操作符比較值大小的類型，也就是說，宏是與類型無關(guān)的。

除此之外，宏與函數(shù)的不同點還有：宏是在預(yù)處理階段展開，占用的是編譯時間，函數(shù)實在程序運行時調(diào)用的，占用的是程序運行的時間；宏參數(shù)沒有類型說明，也沒有返回值的概念。

和使用函數(shù)相比，使用宏的不利之處在于每次使用宏時，一份宏定義代碼的拷貝都會插入到程序中。除非宏非常短，否則使用宏會大幅度增加程序的長度。

還有一些任務(wù)根本無法用函數(shù)實現(xiàn)，但是用宏定義卻很好實現(xiàn)。比如參數(shù)類型沒法作為參數(shù)傳遞給函數(shù)，但是可以把參數(shù)類型傳遞給帶參的宏。

看下面的例子：

利用這個宏，我們就可以為任何類型分配一段我們指定的空間大小，并返回指向這段空間的指針。我們可以觀察一下這個宏確切的工作過程：

將這宏展開以后的結(jié)果：

這個例子是宏定義的經(jīng)典應(yīng)用之一，完成了函數(shù)不能完成的功能，但是宏定義也不能濫用，通常，如果相同的代碼需要出現(xiàn)在程序的幾個地方，更好的方法是把它實現(xiàn)為一個函數(shù)。

以上就是關(guān)于帶參宏的一些總結(jié)，如有錯誤，歡迎指出！