8 根据位模式构筑图形

这是《C Expert Programming》上的一个例子。

这是一个惊人的#define定义的优雅集合，
允许程序建立常量使它们看上去像是屏幕上的图形。

#define X    )*2+1
#define _    )*2
#define s    ((((((((((((((((0  /* 用于建立16位宽的图形 */

定义了它们之后，只要画所需要的图标或者图形等，程序会自动创建它们的十六进制模式。
使用这些宏定义，程序的自描述能力大大加强：

static unsigned short stopwatch[] =
{
    s _ _ _ _ _ X X X X X _ _ _ X X _ ,
    s _ _ _ X X X X X X X X X _ X X X ,
    s _ _ X X X _ _ _ _ _ X X X _ X X ,
    s _ X X _ _ _ _ _ _ _ _ _ X X _ _ ,
    s _ X X _ _ _ _ _ _ _ _ _ X X _ _ ,
    s X X _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ X X _ ,
    s X X _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ X X _ ,
    s X X _ X X X X X _ _ _ _ _ X X _ ,
    s X X _ _ _ _ _ X _ _ _ _ _ X X _ ,
    s X X _ _ _ _ _ X _ _ _ _ _ X X _ ,
    s _ X X _ _ _ _ X _ _ _ _ X X _ _ ,
    s _ X X _ _ _ _ X _ _ _ _ X X _ _ ,
    s _ _ X X X _ _ _ _ _ X X X _ _ _ ,
    s _ _ _ X X X X X X X X X _ _ _ _ ,
    s _ _ _ _ _ X X X X X _ _ _ _ _ _ ,
    s _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
};

C语言具有八进制、十进制和十六进制常量，但没有二进制常量，
否则的话倒是一种更为简单的绘制图形模式的方法。

最后，千万不要忘了在绘图结束后清除这些宏定义，
否这很可能会给你后面的代码带来不可预测的后果。


9 一个奇技淫巧

这是《C Interfaces and Implementations》上的一个例子。
在CII第四章中，对于RETURN的宏定义是：

#define RETURN    switch(Exception_stack = Exception_stack->prev, 0) default: return

放在如下的代码中：

TRY
    /* do something */
    if (failed)
        RETURN 1;

EXCETPT (Allocation_Failed)

    /* Handle allocation fail */

END_TRY

展开之后就是：（暂不考虑TRY的宏定义）

TRY
    /* do something */
    if (failed)
        switch(Exception_stack = Exception_stack->prev, 0)
            default: return 1;

EXCEPT (Allocation_Failed)

    /* Handle allocation fail */

END_TRY

可以看到，这个宏的唯一目的，就是在return 1之前，
执行Exception_stack = Exception_stack->prev语句。

仔细考虑之后可以发现，C语言中其他的结构都不能满足这一条件。
如果使用#define RETURN if(Exception_stack = Exception_stack->prev, 1) return

则在
if (failed)
    RETURN 1;
else
    ...
语句中，会导致else的误匹配。


10 定义多行的宏

字符'\'可用于对一些字符进行“转义”，包括newline（指回车符）。
被转义的newline在逻辑上把下一行当作当前行的延续，它可用于连续多行的宏定义。
如：

#define wdt_init() \
        WDTRST = 0x1E; \
        WDTRST = 0xE1

则，程序中的wdt_init();将展开为：

WDTRST = 0x1E;
WDTRST = 0xE1;

但这样的定义在if-else语句中展开时将产生错误。

if (condition)
    wdt_init();
else
    statement;

展开后成为：

if (condition)
    WDTRST = 0x1E;
    WDTRST = 0xE1;
else
    statement;

导致else失配错误。

通常的解决方法是用do{ }while(0)结构将多行语句包起来。如：

#define wdt_init() do { \
            WDTRST = 0x1E; \
            WDTRST = 0xE1; \
        } while (0)

这样，上面的if-else结构展开后就成为了：

if (condition)
    do {
        WDTRST = 0x1E;
        WDTRST = 0xE1;
    } while (0);
else
    statement;


11 将函数化为宏的技巧

在嵌入式系统中，将一些简单的函数用宏代替是非常经济和实惠的。
把函数化为宏，其基本原则是将宏实现成表达式。

上面的那个多行的宏，实际上完全可以用逗号表达式实现：

#define wdt_init()    (WDTRST = 0x1E, WDTRST = 0xE1)

逗号运算符在所有运算符中优先级最低。
其结合性从左至右，因此又称为顺序求值运算符。
逗号表达式的值是最右边操作数的值，这也提供了一种模拟返回值的方法。
如函数：

uint8 flash_verify_page(void)
{
    ECON = 0x04;
    return !ECON;
}

可以化为以下的宏形式：

#define flash_verify_page()    (ECON = 0x04, !ECON)

而调用方代码可以是：

rc = flash_verify_page();

也可以作为if语句的条件表达式：

if (!flash_verify_page())
    return 0;

另外，一些简单的选择语句可以用逻辑运算符和?:运算符实现。如：

void timer0_set_gate(uint8 val)
{
    if (val)
        TMOD |= 0x80;
}

可以化为以下的宏形式：

#define timer0_set_gate(val)    ((val) && (TMOD |= 0x08))

这个实现利用了&&运算符的“短路原则”，只有当val为真时，才会执行TMOD |= 0x08。

void tic_set_tien(uint8 val)
{
    if (val)
        TIMECON |= 0x02;
    else
        TIMECON &= 0xFD;
}

则可以化为以下的宏形式：

#define tic_set_tien(val)    ((val) ? (TIMECON |= 0x02) : (TIMECON &= 0xFD))

这里，唯一的三目运算符?:也是具有右结合性的。

顺便强调一下，C语言中，“有些运算符的优先级是错误的”，
“当按照常规方式使用时，可能引起误会的任何运算符”就是存在错误优先级的运算符。

表达式中如果有布尔操作、算术运算、位操作等混合计算，始终应该在适当的地方加上括号。
C语言中记住两个优先级就够了：乘法和除法先于加法和减法，在涉及其他操作符时一律加上括号。


12 结语

忠告：宏就像C语言工程师手中的一把双刃剑，如果能很好的利用它，
它就会死心塌地的为你服务，不过可不要把自己的手给弄破了。


参考文献：

[1] 高质量程序设计指南——C/C++语言，林锐
[2] C Expert Programming，Peter Van Der Linden
[3] C Interfaces and Implementations，David R. Hanson
[4] ANSI C中取得结构体字段偏移值的惯用法，http://blog.csdn.net/soloist/archive/2005/01/18/258654.aspx
[5] C语言宏定义中的一个奇技淫巧，http://blog.csdn.net/myan/archive/2004/04/27/542.aspx
[6] C语言宏定义技巧，http://blog.csdn.net/goodluckyxl/archive/2006/08/11/1050992.aspx
[7] C宏——智者的利刃，愚者的恶梦!，http://www.vckbase.net/document/viewdoc/?id=1454