Bài 19.222 phút đọc

define và macro đối tượng

Sau bài này bạn sẽ làm được

Định nghĩa hằng số bằng define và hiểu nó chỉ là thay thế văn bản
So sánh macro với const và enum trên bốn tiêu chí
Biết phạm vi của macro là từ chỗ định nghĩa tới cuối đơn vị dịch
Dùng undef đúng lúc và biết vì sao ít khi cần tới

Macro đối tượng là dạng đơn giản nhất của #define: một cái tên, và đoạn văn bản thay vào chỗ cái tên đó. Đơn giản tới mức nhiều người dùng nó cho việc mà C đã có công cụ tốt hơn.

#Định nghĩa và thay thế

#define TEN  noi_dung_thay_the

#define PI          3.14159265358979
#define BO_DEM_CO   1024
#define TEN_APP     "Quan ly sinh vien"
#define GO_LOI                          /* khong co gia tri */

Macro đối tượng

Macro không có tham số. Mỗi lần tên nó xuất hiện như một token riêng trong mã, preprocessor thay bằng phần văn bản đứng sau tên trong dòng #define.

terminal

cat thu.c

#define BO_DEM_CO 1024
#define TEN_APP "Quan ly"

char bo_dem[BO_DEM_CO];
const char *ten = TEN_APP;
int nua = BO_DEM_CO / 2;

gcc -E -P thu.c

char bo_dem[1024];
const char *ten = "Quan ly";
int nua = 1024 / 2;

Không có dấu chấm phẩy, và không có dấu bằng

Viết như câu lệnh gán

#define BO_DEM_CO = 1024;

char bo_dem[BO_DEM_CO];

/* Bung ra: char bo_dem[= 1024;];

   gcc bao:
     error: expected expression before '=' token
      #define BO_DEM_CO = 1024;
                        ^
     note: in expansion of macro 'BO_DEM_CO'

   Dong "error" chi vao cho DINH NGHIA,
   con dong "note" moi chi ra cho DUNG macro. */

Chỉ tên và giá trị

#define BO_DEM_CO 1024

char bo_dem[BO_DEM_CO];        /* char bo_dem[1024]; */

Dấu chấm phẩy thừa là lỗi hay gặp nhất với người mới, và nó khó tìm vì trình biên dịch báo lỗi ở chỗ dùng macro chứ không ở chỗ định nghĩa. Khi lỗi biên dịch trông vô lý, hãy chạy gcc -E như Bài 19.1 đã dạy.

Định nghĩa nhiều dòng bằng dấu gạch chéo ngược

#define THONG_BAO_LOI \
    "Khong the mo tep du lieu.\n" \
    "Hay kiem tra duong dan va quyen truy cap.\n"

/* Dau gach cheo nguoc phai la ky tu CUOI CUNG cua dong.
   Mot khoang trang sau no la loi, va trinh bien dich
   thuong chi canh bao mo ho. */

terminal

# Có khoảng trắng sau dấu gạch chéo ngược

gcc -Wall -c thu.c

thu.c:3:1: warning: backslash and newline separated by space
    3 |     "Khong the mo tep du lieu.\n" \ 
      | ^

#Phạm vi của macro

void f(void) {
    #define TAM 10          /* dinh nghia ben trong ham */

    int a = TAM;
}

void g(void) {
    int b = TAM;            /* VAN DUNG DUOC: macro khong theo khoi lenh */
}

Macro không có phạm vi khối lệnh

Biến khai báo trong một hàm chỉ sống trong hàm đó. Macro thì sống từ dòng định nghĩa tới cuối tệp, xuyên qua mọi hàm, mọi khối lệnh, mọi tệp được include sau đó. Nó không phải một phần của ngôn ngữ C, nên nó không tuân theo quy tắc phạm vi nào của C.

/* cau-hinh.h */
#define MAX 100

/* mot-tep-khac.c */
#include "cau-hinh.h"
#include <limits.h>

int MAX = 5;             /* LOI: bung thanh "int 100 = 5;" */

struct S { int MAX; };   /* LOI: bung thanh "struct S { int 100; };" */

Đây là lý do macro dùng CHỮ HOA

#define max(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))    /* chu thuong: NGUY HIEM */

/* Bat cu doan ma nao sau do co bien hay ham ten "max"
   deu bi pha, ke ca ma trong header he thong: */

int max = 10;                   /* bung thanh "int ((10) > ... " -> loi la */
double x = std_max(a, b);       /* khong sao, ten khac */

/* Mot thu vien noi tieng tren Windows dinh nghia min va max
   la macro trong windows.h, va no pha vo vo so thu vien khac.
   Do la ly do co macro NOMINMAX de tat chung di. */

Quy ước macro viết hoa hết, mọi thứ khác viết thường không phải chuyện thẩm mỹ. Nó là hàng rào duy nhất ngăn macro của bạn phá mã của người khác, vì preprocessor không có cơ chế nào khác để tách không gian tên.

#Macro, const hay enum

Tiêu chí	#define	const	enum
Có kiểu	Không	Có	Có, kiểu int
Trình gỡ lỗi thấy được tên	Không	Có	Có
Dùng làm kích thước mảng	Được	Không trong C	Được
Dùng trong nhãn case	Được	Không	Được
Tuân theo phạm vi khối	Không	Có	Có
Dùng được cho số thực	Được	Được	Không
Dùng được cho chuỗi	Được	Được	Không

const trong C không phải hằng số biên dịch

const int N = 10;

int a[N];              /* O pham vi tep, gcc bao:
                            error: variably modified 'a' at file scope

                          Trong ham thi C99 chap nhan, nhung khi do no la
                          mang do dai bien chu khong phai mang co dinh. */

switch (x) {
    case N: ...        /* LOI o moi phien ban C: nhan case doi
                          bieu thuc hang nguyen */
}

static int b[N];       /* LOI o moi noi:
                            error: variably modified 'b' at file scope */

/* Trong C, const nghia la "khong duoc GHI vao bien nay",
   khong phai "gia tri nay biet luc bien dich".
   Day la khac biet lon so voi C++. */

Vì vậy quy tắc thực dụng là ba dòng

Số nguyên dùng làm kích thước mảng, nhãn case, hoặc tập giá trị rời rạc: dùng enum. Nó là hằng số biên dịch, có tên trong trình gỡ lỗi, và tuân theo phạm vi.
Số thực, chuỗi, hoặc giá trị chỉ đọc bình thường: dùng const. Có kiểu, có kiểm tra, có tên.
Mọi thứ preprocessor phải nhìn thấy: dùng #define. Đó là điều kiện của #if, là mã có thể bị loại bỏ hoàn toàn, là tên tệp header.

/* Dung enum cho nhom hang so lien quan */
enum { SV_MSSV_CO = 16, SV_TEN_CO = 64, SV_SO_MON = 5 };

char mssv[SV_MSSV_CO];              /* chay duoc, la hang so bien dich */

/* Dung const cho so thuc va chuoi */
static const double PI      = 3.14159265358979;
static const char  *TEN_APP = "Quan ly sinh vien";

/* Dung define khi preprocessor phai thay */
#define PHIEN_BAN 3

#if PHIEN_BAN >= 3
    /* const int khong dung duoc o day */
#endif

Một chỗ enum thua: nó luôn là int

enum { CO_LON = 3000000000 };      /* tran int tren may 32 bit int */

#define CO_LON 3000000000u           /* macro thi khong co van de nay */

static const unsigned long CO_LON2 = 3000000000ul;   /* cung duoc */

/* Tu C23, enum co the chi dinh kieu co so:
     enum E : unsigned long { CO_LON = 3000000000ul };
   Nhung neu ban can chay tren trinh bien dich cu thi
   define hoac const van la lua chon an toan. */

#undef và định nghĩa lại

#define TAM 100
/* ... dung TAM ... */
#undef TAM              /* huy dinh nghia */

int TAM = 5;            /* gio hop le tro lai */

Mẫu định nghĩa nếu chưa có

#ifndef BO_DEM_CO
#define BO_DEM_CO 1024
#endif

/* Nguoi dung dat gia tri rieng tu dong lenh: */
gcc -DBO_DEM_CO=4096 main.c

/* Khong dat gi thi dung 1024.
   Day la cach lam cua gan nhu moi thu vien C co the cau hinh duoc. */

undef một macro của thư viện chuẩn là chuyện nguy hiểm

#undef NULL
#define NULL 0

/* Chuan cho phep undef macro cua thu vien chuan, nhung ket qua
   la moi tep include sau do thay mot NULL khac.

   Truong hop duy nhat nen lam: tat mot macro pha hoai
   cua thu vien ben thu ba, va lam ngay sau khi include no: */

#include <windows.h>
#undef min
#undef max                  /* de min va max cua ban khong bi pha */

#Quy ước đặt tên

Loại	Kiểu tên	Ví dụ
Macro thường	CHU_HOA_GACH_DUOI	BO_DEM_CO, PHIEN_BAN
Macro của một module	TIEN_TO_TEN	SV_MSSV_CO, QL_TOI_DA
Header guard	TEN_TEP_H	SINHVIEN_H, QUANLY_LOI_H
Macro nội bộ, không phải giao diện	TIEN_TO_GACH_DUOI_TEN	SV_NOI_BO_KIEM

Tên bắt đầu bằng gạch dưới là của thư viện, không phải của bạn

#define _MAX 100          /* KHONG DUOC */
#define __TAM 5            /* KHONG DUOC */
#define _Kieu int          /* KHONG DUOC */

/* Chuan C danh rieng cho cai dat:
     - moi ten bat dau bang HAI gach duoi
     - moi ten bat dau bang MOT gach duoi roi CHU HOA
     - o pham vi tep, moi ten bat dau bang mot gach duoi

   Dung chung la hanh vi khong xac dinh. Thuc te thi
   ban co the vo tinh de len mot macro noi bo cua thu vien
   va nhan mot loi bien dich rat kho hieu. */

#define SV_MAX 100         /* dung: tien to cua du an */

Bộ hằng số của một module trông như thế nào

sinhvien.h

#ifndef SINHVIEN_H
#define SINHVIEN_H

/* Kich thuoc: dung enum vi chung la kich thuoc mang */
enum {
    SV_MSSV_CO = 16,
    SV_TEN_CO  = 64,
    SV_LOP_CO  = 16,
    SV_SO_MON  = 5,
};

/* Nguong diem: dung enum vi chung la so nguyen nhan 100 */
enum {
    SV_NGUONG_XUAT_SAC = 900,
    SV_NGUONG_GIOI     = 800,
    SV_NGUONG_KHA      = 650,
    SV_NGUONG_TB       = 500,
};

/* Phien ban dinh dang tep: dung define vi #if can thay */
#define SV_PHIEN_BAN 1

#endif /* SINHVIEN_H */

Vì sao nhóm enum không tên lại tiện

enum { SV_MSSV_CO = 16, SV_TEN_CO = 64 };

/* Khong dat ten cho enum vi ta khong dinh tao bien kieu do.
   Ta chi muon bon hang so nguyen co ten.

   Loi ich so voi bon dong #define:
     - trinh go loi in ra "SV_MSSV_CO" thay vi "16"
     - chung tuan theo pham vi, khong tran ra ngoai header
     - go sai ten thi loi bien dich, khong am tham thanh 0
     - chung nam gon trong mot khoi, doc ra la thay lien quan */

Tự làm thử

Định nghĩa #define N = 10; có dấu bằng và dấu chấm phẩy, dùng nó làm kích thước mảng, rồi đọc thông báo lỗi.
Định nghĩa #define max(a,b) ... chữ thường rồi khai báo một biến tên max, xem chuyện gì xảy ra.
Thử const int N = 10; rồi int a[N]; ở phạm vi tệp và giải thích lỗi.
Viết mẫu #ifndef ... #define ... #endif cho một hằng số cấu hình, rồi ghi đè nó bằng cờ -D.
Đổi một nhóm bốn #define số nguyên thành một khối enum và xác nhận chương trình vẫn chạy như cũ.

Trình chấm điểm tự động sẽ được bổ sung ở giai đoạn sau. Hiện tại bạn tự chạy thử trên máy.

Tóm tắt

#define chỉ là thay thế văn bản, không có dấu bằng và không có dấu chấm phẩy.
Macro sống từ dòng định nghĩa tới cuối đơn vị dịch, không tuân theo phạm vi khối lệnh nào.
Vì vậy macro phải viết hoa hết, và tên bắt đầu bằng gạch dưới là của thư viện chứ không phải của bạn.
const trong C không phải hằng số biên dịch, nên kích thước mảng và nhãn case phải dùng enum hoặc #define.
Quy tắc thực dụng: enum cho số nguyên, const cho số thực và chuỗi, #define khi preprocessor phải nhìn thấy.