第7章 宏定义

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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.2.2 全局变量
③ 使用全局变量过多，会降低程序的清晰性，人们往往难以清 楚地判断出每个瞬时各个外部变量的值。在各个函数执行时都可能 改变外部变量的值，程序容易出错。因此要限制使用全局变量。 （3）如果外部变量在文件开头定义，则在整个文件范围内都可以使 用该外部变量；如果不在文件开头定义，按上面规定，作用范围只 限于定义点到文件末尾。如果在定义点之前的函数想引用该外部变 量，则应该在该函数中用关键字extern作“外部变量说明”，表示 该变量在函数外部定义，在函数内部可以使用。
静态存储变量在程序运行期间分配固定的存储空间。动态存储 变量在程序的运行过程中根据需要动态分配存储空间。 图5-1是内存中供用户使用的存储空间的分配情况。
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.2 变量的存储类型
存储空间可以分为三部分： l 程序区。 l 静态存储区。 l 动态存储区。 数据存放在静态存储区和动态存储区中。全局变量存放在静态存 储区中，在程序执行过程中它们占据固定的存储单元，程序执行 完毕才释放，而不是动态地分配和释放。 在C语言中每一个变量有两个属性：数据类型和存储类别。 存储类别指的是数据在内存中存储的方法。 存储方法分为两大类：静态存储类和动态存储类。具体包含四种： 自动的（auto）、静态的（static）、寄存器的（register）、外 部的（extern）。
7.1 宏定义
7.1.2 带参的宏 带参的宏的一般形式为：
#define 宏名（参数表） 字符串 其中的字符串包含有定义时的参数。如：
#define area(r) (3.1415926(r)(r)) 定义了带参的宏，就可以在程序中使用了。使用时与不带参的 宏基本相同，所不同的是，在宏替换时要用实参置换宏体中的 形参，其他字符不变。
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.1 宏定义
【例7.1】求圆周长。 #define PI 3.1415926 double yuan_zchang（double radius） {
return（2 PI radius）； } 经宏替换后为 double yuan_zchang（double radius） {
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.1 宏定义
④ 调用函数只能得到一个返回值；而用宏可以设法得到几个结 果。 ⑤ 使用宏次数多时，宏展开后源程序长，因为每展开一次都是 程序增长；而函数调用不使源程序变长。 ⑥ 宏替换不占运行时间；而函数调用则占运行时间（分配单元、 保留现场、值传递、执行函数、返回函数值等）。
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.2.2 全局变量
【例7.6】全局变量举例。
int p = 1，q = 5； /*外部变量*/
float f1（int a）
/*定义函数f1*/
{
int b，c；
}
char c1，c2 ；
/*外部变量*/
char f2(int x,int y) /*定义函数f2*/
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7.2.1 局部变量
【例7.5】下列程序中，具有相同变量名的变量出现在三个层次中。
void m来自百度文库in（）
{
int x = 1； /*最外层变量初始化并赋值1*/
{
int x = 2； /*第二层变量初始化并赋值2*/
{
int x = 3； /*第三层变量初始化并赋值3*/
#define PI 3.14L5926 （2）如果在双引号中出现与宏名相同的字符，则这个字符不被 替换。
【例7.2】
#define WELCOME "hello" void main（） {
printf（"WELCOME\n"）； printf（WELCOME）； }
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
} 15
第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.2.1 局部变量
这里，对局部变量作如下说明： （1）主函数main( )中定义的变量（m和n）只在主函数中有效， 主函数也不能使用其他函数中定义的变量。 （2）不同函数中可以使用相同名字的变量，它们代表不同的对象， 互不干扰。例如，在f1( )函数中定义了变量b和c，倘若在f2( )函数 中也定义变量b和c，它们在内存中占不同的单元，互不混淆。 （3）形式参数也是局部变量。 （4）在一个函数内部，可以在语句块（复合语句中）定义变量， 这些变量只在该语句块（复合语句）中有效。
部变量c,它在函数main( )和 mul( )中都是可见的全局变 量。在mul( )中把x*y的结 果赋给变量c；在main( )中 直接引用c的值，也就得到 了x*y的结果。因此，函数
} void mul（ int x,int y） {
c=x*y;
mul( )中也不需要用return 语句来返回函数值，mul( ) 可以定义为一个void函数。
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7.1 宏定义
以#define作为标志的编译预处理命令称为宏定义命令。 7.1.1 不带参数的宏定义 不带参数的宏就是用指定的名字（标识符）来代表一个字符串， 其格式为： #define 标识符 字符串 如：#define PI 3.1415926 其中的标识符又叫宏名，宏名一般由大写字母组成。字符串又叫 宏体。#define、标识符、字符串三者之间用空格分隔。每条预处 理命名占一行，末尾不加分号。#define命令一般出现在文件的开 头，其有效作用域从它出现起到本源文件结束为止。可以用 #define命令终止宏定义的作用域。 实际中，系统对宏的处理是这样的：当遇到宏名时，就用宏体替 换，即所谓的宏替换。这一过程是由预编译程序完成的（不必用 户自己操作），而后才将宏替换后的程序交编译程序进行编译。
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7.2.1 局部变量
在一个函数内或复合语句中定义的变量称为内部变量。它 只在本函数范围或复合语句内有效，也就是说只有在本函数或 复合语句内才能使用它们，否则是不能使用这些变量的。内部 变量又称为“局部变量”。
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7.2.1 局部变量
第七章 编译预处理与变量的存储类型
第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.1 宏定义 7.2 变量的存储类型
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
第七章 编译预处理与变量的存储类型
如前所述，一个高级语言源程序要在计算机上运行，必须先 用编译程序进行编译（词法分析、语法分析、代码生成）生成目 标文件，而后才可运行。但有时需要在编译之前进行某些“预处 理”工作，如去掉注释、变换格式等。为此，C语言允许在源程 序中使用以“#”号开头且末尾不加分号的语句，进行预处理工作。 从语法上讲，它不同于C语言的一般语句，因而被称为预处理命 令。C语言中的预处理命令有以下几种： （1）宏定义 （2）文件包含 （3）条件编译
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.2.2 全局变量
【例7.7】全局变量举例。
由于本例中定义了一个外
int c; void main（）
{
int a,b; printf（＂input a and b: ＂）; scanf（＂%d,%d＂,&a,&b）; mul（a,b）; printf（＂\na*b=%d\n＂,c）;
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.1 宏定义
【例7.3】 #define area(r) (3.1415926(r)(r)) void main（） {
printf（"%f "，area（3））； } 被替换成： void main（） {
printf（"%f "，3.141592633）； }
【例7.4】局部变量例程
float fl（int a）
/*函数fl( )*/
{
int b，c； 形参a和局部变量b、c有效范围
}
char f2（int x, int y） /*函数f2( )*/
{
int i，j； 形参x，y和局部变量i、j有效范围
}
void main（）
/*主函数*/
{
int m，n； 局部变量m和n有效范围
}
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.2.2 全局变量
由此可以看出，可以利用全局变量减少函数实参与形参的个数， 从而减少内存空间的占用以及传递数据时的时间消耗。 （2）建议不在必要时不要使用全局变量，因为：
① 全局变量在程序的全部执行过程中都占用存储单元，而 不是仅在需要时才开辟单元。
② 它使函数在执行时依赖于其所用的外部变量。如果将一 个函数转移到另一个文件中，还要将有关的外部变量及其值一起 移过去。但若该外部变量与其他文件的变量同名时，就会出现问 题，从而降低了程序的可靠性和通用性。
#define square(x) xx 遇到下面语句
c = square(3+2); 将被替换成
c = 3+23+2；
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.1 宏定义
l 带参数宏定义与函数相似但不同。 ① 函数调用时先求参数表达式的值，然后代入形参。而使用 带参数的宏只是进行简单的字符替换。 ② 函数调用是在程序运行时处理的，并分配临时的内存单元。 而宏展开则是在预处理时进行的，在展开时并不分配内存单元， 不进行值的传递处理，也没有返回值的概念。 ③ 对函数中的实参和形参都要定义类型，并且二者要求一致。 而宏不存在类型问题，宏名无类型，它的参数也无类型，只是 一个符号代表，展开时代入指定的字符即可。宏定义时，字符 串可以是任意类型的数据。
printf（＂%d\n＂，x）；
}
输出结果：
printf（＂%d\n＂，x）；
3
}
2
printf（＂%d\n＂，x）；
1
}
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.2.2 全局变量
1. 全局变量及其定义和作用范围 在函数内定义的变量是局部变量，而在函数外定义的变量称
为外部变量，外部变量是全局变量。全局变量可以为本文件中其 他函数所共用。它的有效范围：从定义变量的位置开始到本源文 件结束。如：
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.2.2 全局变量
2. 全局变量的有关说明 （1）设立全局变量增加了函数间数据联系的渠道。如果全局变量 定义在源文件的前面位置，则由于一个文件中的所有函数都能引 用全局变量的值，因此如果在一个函数中改变了全局变量的值， 就能影响到其他函数，相当于各个函数都有直接的传递通道，从 函数得到一个以上的返回值。
{
int i，j；
}
void main( )
/*主函数*/
{
int m，n；
}
p、q、c1、c2都是全局 变量，但它们的作用范 围不同，在main( )函数 和函数f2( )中可以使用 全局变量p、q、c1、c2， 但在函数f1( )中只能使 用全局变量p、q，而不 能使用c1和c2。 在一个函数中既可以使 用本函数中的局部变量， 又可以使用有效的全局 变量。
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.1 宏定义
使用带参的宏应注意以下几点： l 带参的宏定义中，宏名与带参数的圆括号之间不能有空格。如： #define area （r） （3.1415926（r）（r））
系统会认为这是一个不带参的宏，宏名为area，宏体为 (r) (3.1415926(r)(r))。 l 整个宏体及其中所含形参要用括号括起（也就是说，括号不 是宏体的一部分），否则就会出错。如：
return（2 3.1415926 radius）； }
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.1 宏定义
使用宏的目的主要有两个： （1）提高程序的可读性
在程序中使用到的常数往往都有一定的物理含义，但我们很 难从数字本身看出它的含义。有了宏问题就解决了。 如： #define TRUE 1
#define FALSE 0 这样在源程序中就可以使用标识符TRUE和FALSE来表示逻 辑真与假。 （2）易于程序的修改 在程序中使用到的某一常数往往在多处出现，如要对它修改， 需修改多处且需排除形式相同含义不同的量。
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.1 宏定义
使用宏时还应注意以下问题： （1）在预编译时的，宏替换只是简单地用宏体（字符串）去替 代宏名而不进行语法和语义的检查。如下边的宏定义，在预编 译时也是正确的，只是在以后的编译中才报告出错。
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第七章 编译预处理与变量的存储类型
7.2 变量的存储类型
从变量的作用域（即从空间）角度来分，可以将变量分为全局 变量和局部变量。从变量存在的时间（即生存期）角度来分，可以 分为静态存储变量和动态存储变量。动态数据存储在内存的堆栈区， 静态数据存储在内存的固定存储区，即静态存储区。全局变量存储 在内存的固定存储区，局部变量存储在内存的堆栈区。