【C言語】#define入門 定数と簡単なマクロの書き方と落とし穴

// 元のコード
#define LEN 3
int main(void) {
    int a[LEN + 1]; // LEN は 3 に置き換わる
    return sizeof(a); // => sizeof(int) * 4 になる
}

// プリプロセス後のイメージ
int main(void) {
    int a[3 + 1];
    return sizeof(a);
}

// 基本形
#define MAX_RETRY 3
#define APP_NAME "ExampleApp"
#define BUFFER_BYTES (4 * 1024) // 計算式は括弧で包む

#include <stdio.h>

#define MAX_RETRY 3
#define DEFAULT_PORT 8080
#define MASK_HEX 0xFF

int main(void) {
    printf("MAX_RETRY=%d\n", MAX_RETRY);
    printf("DEFAULT_PORT=%d\n", DEFAULT_PORT);
    printf("MASK_HEX=%d(=0x%X)\n", MASK_HEX, MASK_HEX);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

#define PI_D 3.141592653589793    // double
#define PI_F 3.1415927f           // float
#define RATE 0.08                 // double

int main(void) {
    float pf = PI_F;     // floatとして代入
    double pd = PI_D;    // doubleとして代入
    printf("PI_F(float)=%.7f\n", pf);
    printf("PI_D(double)=%.15f\n", pd);
    printf("RATE=%.2f\n", RATE);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

#define MSG_HELLO "Hello, C!"
#define CHAR_YES 'Y'

int main(void) {
    const char *s = MSG_HELLO; // 文字列リテラルへのポインタ
    char c = CHAR_YES;         // 単一文字
    printf("%s %c\n", s, c);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

#define BASE_WIDTH  4
#define BASE_HEIGHT 3
#define RECT_AREA_COEFF (BASE_WIDTH * BASE_HEIGHT) // 12
#define DEFAULT_BUFFER (4u * 1024u)                // 4096

int main(void) {
    int area = RECT_AREA_COEFF; // 12
    printf("RECT_AREA_COEFF=%d\n", area);
    printf("DEFAULT_BUFFER=%u bytes\n", DEFAULT_BUFFER);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

#define KB (1024u)
#define MB (KB * 1024u)
#define MS_PER_SEC (1000u)
#define TIMEOUT_MS (5u * MS_PER_SEC) // 5秒 = 5000ms

int main(void) {
    printf("KB=%u, MB=%u\n", KB, MB);
    printf("TIMEOUT_MS=%u\n", TIMEOUT_MS);
    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

// 各フラグ(ビット位置)を明示
#define F_READ   (1u << 0) // 0x01
#define F_WRITE  (1u << 1) // 0x02
#define F_EXEC   (1u << 2) // 0x04

int main(void) {
    unsigned flags = 0;
    flags |= F_READ | F_WRITE; // 読み/書きをON

    printf("flags=0x%02X\n", flags);
    printf("READ?  %s\n", (flags & F_READ)  ? "ON" : "OFF");
    printf("WRITE? %s\n", (flags & F_WRITE) ? "ON" : "OFF");
    printf("EXEC?  %s\n", (flags & F_EXEC)  ? "ON" : "OFF");

    // WRITEをOFFにする
    flags &= ~F_WRITE;
    printf("After clear WRITE: 0x%02X\n", flags);
    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

// 悪い例: #define SIGN_BIT_BAD (1 << 31) // 符号付きの左シフトで未定義動作になり得る
#define SIGN_BIT (1u << 31) // 良い例: unsignedで定義

int main(void) {
    uint32_t v = SIGN_BIT; // 0x80000000
    printf("SIGN_BIT hex=0x%08X, as signed=%d, as unsigned=%u\n",
           v, (int32_t)v, v);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

#define ADD12 1 + 2      // 括弧なし
#define ADD12_P (1 + 2)  // 括弧あり

int main(void) {
    int a = 10 * ADD12;   // 10 * 1 + 2 -> 12
    int b = 10 * ADD12_P; // 10 * (1 + 2) -> 30
    printf("a=%d, b=%d\n", a, b);
    return 0;
}

// 悪い例
// #define PI 3.14;   // NG: 末尾の ; がそのまま入る

// 良い例
#define PI 3.14

// 配列長やcaseラベルに向く
enum { MAX_ITEMS = 32 };

static const double TAX_RATE = 0.1; // 型安全に扱いたいならconst
#define FLAG_DEBUG (1u << 0)        // ビットフラグなら#defineが楽