1 宏
想要理解C语言中宏的作用方式，需要提前大致了解C语言源程序的编译过程：我们通常所说的编译其实细分为四个阶段：预处理、编译、汇编、链接。宏本质上是一种预处理指令，简单来说，其会在编译器发挥作用前，将所有的预处理指令进行简单的文本替换。例如我们熟知的"#include"指令便是指示预处理器打开一个名字为stdio.h的文件，并将它的内容"包含"到当前的程序中；"#define"则是指示预处理器用实际值替换宏定义的字符串。后续内容中我们会还会见到的"#pragma"等，都是重要的预处理指令。

本节中我们会用到的预处理指令如下：

1.1 常量宏

从分类上讲，常量宏属于不含参数的宏的范畴，其可能在日常编程解题中出现不多，但是随着代码量的增大，代码复杂程度增加，其作用会愈发明显。

#define MAX_OP 100000

例如我们可以将100000定义为MAX_OP，在程序中所有与max option（最大操作数）有关的均用MAX_OP代替，这样

一方面可以消除“神仙数”，即赋予100000以含义，方便以后阅读程序时，便于理解相关操作的含义。
另一方面可以方便修改，当我们的程序在运算大量数据出现错误时，我们通常需要减小数据强度，这时我们仅需要修改宏定义的值，而无需修改每一处100000的值。

1.2 函数宏

#define square(x) ((x)*(x))

例如上图所示，函数宏的写法与函数略有不同，例如其可以没有形参类型，没有返回值类型等，我们在写函数宏时，需要明确把握一个关键点——函数宏只做文本替换，不做函数调用。即程序中所有square（x）出现的地方都会被替换为（(x)*(x)），那么易知函数宏可以程序的运行速度提高（因为没有函数的调用）。但是除去一些比较经典的函数宏（如swap）外，并不建议大家多写函数宏，因为正是宏的简单文本替换这个特性，可能会导致一些很难发现的错误，例如下图程序的执行结果是11，并非我们预想的25，这是因为程序先进行了第一个add中y和第二个add中x的相乘，并非按照我们想象的先执行两个add之后再相乘。

#include 
#define add(x,y) x+y

int main()
{
    int x = 2, y = 3;
    int z = add(x,y) * add(x,y);
    printf("%d", z);
    return 0;
}

以及下图这种情况，就是由于我们在写C程序时想当然的在句末添加了' ; '，但是却忽视了print宏中含有了花括号，而在花括号末尾加分号则表示了语句的结束，故造成了编译报错else没有对应的if。

另外在这里分享几个比较好用的宏函数供大家参考~

#define swap(a, b) { a ^= b; b ^= a; a ^= b; } 
//对于a，b为整型时，可以调用该宏进行交换数值。

#define swap(a, b) { 
    __typeof(a) temp = a; 
    a = b, b = temp; 
}
//这种交换宏比较通用，其除了可以交换内置类型外，还可以交换我们自定义的两个结构体变量的值
//但是我们一般不推荐直接交换结构体对象，我们更倾向于交换结构体指针
//这涉及到了深拷贝与浅拷贝的相关内容，我们会在后续详细讲解

1.3 控制宏

控制宏的写法略有些不同，其没有替换文本，仅仅是定义一个事物，其发挥作用的方式类似于我们日常生活中的button。例如：

#define 'something'

如果我们对C/C++的头文件有所了解的话，我们会发现其中有很多的#ifdef、#ifndef、#endif等语句，例如下图，其含义为：如果我实现定义了#ifdef 后面的这个宏，那我就执行其作用域内的四个操作，并在最后声明结束‘#endif’。头文件中之所以有这么多的条件结构，还有一方面原因是为了防止头文件被多次包含，变量重复定义等出错。

例如我们以后会谈到的C++异常处理中的“断言”语法也涉及到了一个控制宏的使用。当我们定义了NDEBUG以后，程序中所有的断言将不再生效。（具体实现可参考assert.h头文件中的内容）

1.4 其他
C/C++中宏的使用是大部分初学者容易忽视的一部分重要内容，合适的使用宏定义可以使我们的程序更加严谨、有序。受限于博客内容，本文未涉及到可选参数（__VA_ARGS__ 和‘ ... ’），字符串化运算符#等等，有兴趣的读者可以另行了解。

2 class与struct

2.1　区别
在C++中，class与struct非常相似，都属于container类型，其中C++的struct与C语言中的struct并不相同，C++中struct既可以包含成员变量，又可以包含成员函数，而C语言只能包含成员变量。

而在C++中，class于struct也并不完全相同，两者之间有许多细小的差别，这里仅介绍与我们相关度较大的几个：

使用 class 时，类中的成员默认都是 private 属性的；而使用 struct 时，结构体中的成员默认都是 public 属性的；
class 继承默认是 private 继承，而 struct 继承默认是 public 继承；
class 可以使用模板，而 struct 不能。

在本系列博客中，我们推荐全部使用class来实现相关操作。

2.2　对齐方式

在C++中，为了提高程序运行效率，程序会对类的成员变量进行一系列的对齐。例如在下图所示代码中，如果利用sizeof输出Ａ和Ｂ的大小，会发现A对应24，而Ｂ对应16，说明ＡＢ中均按照最长的字节对齐，AＢ中最长均为８，而B中int占据４个，还剩４个足够char储存，剩下double另开８个，共16个。而Ａ中int占四个以后不够double储存，所以会另开８个，同理char也会另开８个，说明int和char虽然不足８个但为了程序运行效率，都占据了８个字节的空间。

对于这种情况，我们可以使用＃pragma　pack（１）指令来取消对齐，此时类的大小即为成员变量大小之和。（注：此情况不涉及虚函数与虚指针）

#pragma pack(1)
class A{
	int a;
	double b;
	char c;
};
class B{
	int a;
	char c;
	double b;
};

３C++内存分区
在C++程序中，内存大致可以划分为4个区域：代码区、全局区、栈区和堆区。

代码区：存放程序的二进制代码，此部分由操作系统进行管理。特点是只读和共享。
全局区：全局变量和静态局部变量存放于此处，同时全局区还包括了常量区，字符串常量和其他常量等存放于该区，此区域的数据在程序运行结束后由操作系统自动释放。
栈区：存放局部变量的值、函数的形参等，由编译器自动分配释放。其特点是内存连续，速度较快，并且是不由程序员人为控制的。
堆区：若不细分讨论自由存储区等概念，我们可以大致认为动态分配的内存都会存储在堆区，包括C语言中的malloc(free)，还有C++中的new(delete)分配的内存。此区域的特点是由人为控制，数据不连续，相对来说速度较慢，但生存周期一般来说长于栈区。

新人作者，如有纰漏还请各位大佬指出~

C++面向对象程序设计入门（第一节）

2 class与struct

C/C++/C#相关栏目本月热门文章