預處理?功能主要包括:
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宏定義,文件包含,條件編譯三部分。
分別對應宏定義命令,文件包含命令,條件編譯命令?三部分實現(xiàn)。
預處理過程讀入源代碼,檢查包含預處理指令的語句和宏定義,
并對源代碼進行響應的轉換。預處理過程還會刪除程序中的注釋
和多余的空白字符。
預處理指令是以#號開頭的代碼行。
#號必須是該行除了任何空白字符外的第一個字符。
#后是指令關鍵字,在關鍵字和#號之間允許存在任意
個數(shù)的空白字符。整行語句構成了一條預處理指令,
該指令將在編譯器進行編譯之前對源代碼做某些轉換。
指令?????????????用途
#??????????? ?空指令,無任何效果
#include???????包含一個源代碼文件
#define????????定義宏
#undef?????????取消已定義的宏
#if????????? ?如果給定條件為真,則編譯下面代碼
#ifdef?????????如果宏已經定義,則編譯下面代碼
#ifndef????????如果宏沒有定義,則編譯下面代碼
#elif??????????如果前面的#if給定條件不為真,當前條件為真,則編譯下面代碼
#endif?????????結束一個#if……#else條件編譯塊
#error?????????停止編譯并顯示錯誤信息
#else??????????條件編譯的否則選項
#error?????????指令將使編譯器顯示一條錯誤信息,然后停止編譯。
#line??????????指令可以改變編譯器用來指出警告和錯誤信息的文件號和行號。
#pragma????????指令沒有正式的定義。編譯器可以自定義其用途。典型的用法是禁止或允許某些煩人的警告信息。
文件包含
在程序中包含頭文件有兩種格式:
#include?my.h
#include?"my.h"
第一種方法是用尖括號把頭文件括起來。
這種格式告訴預處理程序在編譯器自帶的或
外部庫的頭文件中搜索被包含的頭文件。
第二種方法是用雙引號把頭文件括起來。
這種格式告訴預處理程序在當前被編譯的
應用程序的源代碼文件中搜索被包含的頭文件,
如果找不到,再搜索編譯器自帶的頭文件。
采用兩種不同包含格式的理由在于,編譯器是
安裝在公共子目錄下的,而被編譯的應用程序
是在它們自己的私有子目錄下的。一個應用程序
既包含編譯器提供的公共頭文件,也包含自定義
的私有頭文件。采用兩種不同的包含格式使得編
譯器能夠在很多頭文件中區(qū)別出一組公共的頭文件。?
舉個例子:
#includestdio.h
#includestdlib.h
#includestring.h
#define?SIX?6
#define?SEVEN?7
#define?Cube(x)?(x)*(x)*(x)
#define?VERSION?"tzs"
#define?PASTE(n)?"最終勝利者是:"#n
#define?NUM(a,b,c)?a##b##c
#define?STR(a,b,c)?a##b##c
#define?DEBUG?1
int?main()
{
int?i;
i?=?SIX?+?SEVEN;
printf("i?=?%d\n",i);
i?=?(SIX?*?SEVEN);
printf("i?=?%d\n",i);
i?=?Cube(3);
printf("i?=?%d\n",i);
printf("%s",VERSION);
printf("%s",PASTE(桃子));
puts(PASTE(yy/));
puts(PASTE(xx));
printf("%d\n",NUM(1,2,3));
//printf("%s\n",STR("aa","bb","cc"));
#if?DEBUG
printf("Debugging\n");
printf("Debugging2222\n");
#endif
printf("Running\n");
#if?defined?DEBUG
printf("yes\n");
#endif
#if?!defined?JJ
printf("no?JJ\n");
#endif
}
我們可以在C源程序中插入傳給編譯程序的各中指令,這些指令被稱為預處理器指令,它們擴充了程序設計的環(huán)境?,F(xiàn)把常用的預處理命令總結如下:
1. 預處理程序
按照ANSI標準的定義,預處理程序應該處理以下指令:
#if #ifdef #ifndef #else #elif
#endif
#define
#undef
#line
#error
#pragma
#include
顯然,上述所有的12個預處理指令都以符號#開始,,每條預處理指令必須獨占一行。
2. #define
#define指令定義一個標識符和一個串(也就是字符集),在源程序中發(fā)現(xiàn)該標識符時,都用該串替換之。這種標識符稱為宏名字,相應的替換稱為宏代換。一般形式如下:
#define macro-name char-sequence
這種語句不用分號結尾。宏名字和串之間可以有多個空白符,但串開始后只能以新行終止。
例如:我們使用LEFT代表1,用RIGHT代表0,我們使用兩個#define指令:
#define LEFT 1
#define RIGHT 0
每當在源程序中遇到LEFT或RIGHT時,編譯程序都用1或0替換。
定義一個宏名字之后,可以在其他宏定義中使用,例如:
#define ONE 1
#define TWO ONE+ONE
#define THREE ONE+TWO
宏代換就是用相關的串替代標識符。因此,如果希望定義一條標準錯誤信息時,可以如下定義:
#define ERROR_MS “Standard error on input \n”
如果一個串長于一行,可在行尾用反斜線”\”續(xù)行,如下:
#define LONG_STRING “This is a very very long \
String that is used as an example”
3. #error
#error指令強制編譯程序停止編譯,它主要用于程序調試。#error指令的一般形式是:
#error error-message
注意,宏串error-message不用雙引號包圍。遇到#error指令時,錯誤信息被顯示,可能同時還顯示編譯程序作者預先定義的其他內容。
4. #include
程序中的#include指令要求編譯程序讀入另一個源文件。被讀入文件的名字必須用雙引號(“”)或一對尖括號()包圍,例如:
#include “stdio.h”
#include stdio.h
都使C編譯程序讀入并編譯頭文件以用于I/O系統(tǒng)庫函數(shù)。
包含文件中可以包含其他#include指令,稱為嵌套包含。允許的最大嵌套深度隨編譯器而變。
文件名被雙括號或尖括號包圍決定了對指定文件的搜索方式。文件名被尖括號包圍時,搜索按編譯程序作者的定義進行,一般用于搜索某些專門放置包含文件的特殊目錄。當文件名被雙括號包圍時,搜索按編譯程序實時的規(guī)定進行,一般搜索當前目錄。如未發(fā)現(xiàn),再按尖括號包圍時的辦法重新搜索一次。
通常,絕大多數(shù)程序員使用尖括號包圍標準的頭文件,雙引號用于包圍與當前程序相關的文件名。
5. 條件編譯指令
若干編譯指令允許程序員有選擇的編譯程序源代碼的不同部分,這種過程稱為條件編譯。
5.1#if、#else、#elif #endif
條件編譯指令中最常用的或許是#if,#else,#elif和#endif。這些指令允許程序員根據常數(shù)表達式的結果有條件的包圍部分代碼。
#if的一般形式是:
#if constant-expression
Statement sequence
#endif
如#if后的常數(shù)表達式為真,則#if和#endif中間的代碼被編譯,否則忽略該代碼段。#endif標記#if塊的結束。
#else指令的作用與C語言的else相似,#if指令失敗時它可以作為備選指令。例如:
#include stdio.h
#define MAX 100
Int main(void)
{
#if MAX99
printf(“Compiled for array greater than 99.\n”);
#else
printf(“Complied for small array.\n”);
#endif
return 0;
}
注意,#else既是標記#if塊的結束,也標記#else塊的開始。因為每個#if只能寫一個#endif匹配。
#elif指令的意思是“否則,如果”,為多重編譯選擇建立一條if-else-if(如果-否則-如果鏈)。如果#if表達式為真,該代碼塊被編譯,不測試其他#elif表達式。否則,序列中的下一塊被測試,如果成功則編譯之。一般形式如下:
#if expression
Statement sequence
#elif expression1
Statement sequence
#elif expression2
Statement sequence
.
.
.
#elif expression
Statement sequence
#endif
5.2#ifdef和#ifndef
條件編譯的另一個方法是使用編譯指令#ifdef和#ifndef,分別表示“如果已定義”和“如果未定義”。#ifdef的一般形式如下:
#ifdef macro-name
Statement sequence
#endif
如果macro-name原先已經被一個#define語句定義,則編譯其中的代碼塊。
#ifndef的一般形式是:
#ifndef macro-name
Statement sequence
#endif
如果macro-name當前未被#define語句定義,則編譯其中的代碼塊。
我認為,用這種,可以很方便的開啟/關閉整個程序的某項特定功能。
#ifdef和#ifndef都可以使用#else或#elif語句。
#inlucde stdio.h
#define T 10
Int main(void)
{
#ifdef t
Printf(“Hi T\n”);
#else
Printf(“Hi anyone\n”);
#endif
#ifndef M
Printf(“M Not Defined\n”);
#endif
Return 0;
}
6. #undef
#undef指令刪除前面定義的宏名字。也就是說,它“不定義”宏。一般形式為:
#undef macro-name
7. 使用defined
除#ifdef之外,還有另外一種確定是否定義宏名字的方法,即可以將#if指令與defined編譯時操作符一起使用。defined操作符的一般形式如下:
defined macro-name
如果macro-name是當前定義的,則表達式為真,否則為假。
例如,確定宏MY是否定義,可以使用下列兩種預處理命令之一:
#if defined MY
或
#ifdef MY
也可以在defined之前加上感嘆號”!”來反轉相應的條件。例如,只有在DEBUG未定義的情況下才編譯。
#if !defined DEBUG
Printf(“Final Version!\n”);
#endif
使用defined的一個原因是,它允許由#elif語句確定的宏名字存在。
8. #line
#line指令改變__LINE__和__FILE__的內容。__LINE__和__FILE__都是編譯程序中預定義的標識符。標識符__LINE__的內容是當前被編譯代碼行的行號,__FILE__的內容是當前被編譯源文件的文件名。#line的一般形式是:
#line number “filename”
其中,number是正整數(shù)并變成__LINE__的新值;可選的“filename”是合法文件標識符并變成__FILE__的新值。#line主要用于調試和特殊應用。
9. #pragma
#pragma是編譯程序實現(xiàn)時定義的指令,它允許由此向編譯程序傳入各種指令。例如,一個編譯程序可能具有支持跟蹤程序執(zhí)行的選項,此時可以用#pragma語句選擇該功能。編譯程序忽略其不支持的#pragma選項。#pragma提高C源程序對編譯程序的可移植性。
10. 預處理操作符#和##
有兩個預處理操作符:#和##,它們可以在#define中使用。
操作符#通常稱為字符串化的操作符,它把其后的串變成用雙引號包圍的串。例如:
#include stdio.h
#define mkstr(s) #s
int main(void)
{
Printf(mkstr(I like C));
Return 0;
}
預處理程序把以下的語句:
Printf(mkstr(I like C));
變成
Printf(“I like C”);
操作符##把兩個標記拼在一起,形成一個新標記。例如:
#include stdio.h
#define concat(a,a) a##b
int main(void)
{
Int xy = 10;
Printf(“%d”,concat(x,y));
Return 0;
}
預處理程序把以下語句:
Printf(“%d”,concat(x,y));
變成
Printf(“%d”,xy);
操作符#和##主要作用是允許預處理程序對付某些特殊情況,多數(shù)程序中并不需要。
11. 預定義宏
C規(guī)范了5個固有的預定義宏,它們是:
__LINE__
__FILE__
__DATE__
__TIME__
__STDC__
__LINE__和__FILE__包含正在編譯的程序的行號和文件名。
__DATE__和內容形如month/day/year(月/日/年)的串,代表源文件翻譯成目標碼的日期。
__TIME__中的串代表源代碼編譯成目標碼的時間,形如hour:minute:second(時:分:秒)
如果__STDC__的內容是十進制常數(shù)1,則表示編譯程序的實現(xiàn)符合標準C。
其實百度文庫也講得挺明白的,你可以打開一個.h的頭文件看看里面,對應這三點,就很清楚了。一.宏定義1.不帶參數(shù)的宏定義: 宏定義又稱為宏代換、宏替換,簡稱“宏”。 格式: #define 標識符 字符串 其中的標識符就是所謂的符號常量,也稱為“宏名”。 預處理(預編譯)工作也叫做宏展開:將宏名替換為字符串。 掌握"宏"概念的關鍵是“換”。一切以換為前提、做任何事情之前先要換,準確理解之前就要“換”。 即在對相關命令或語句的含義和功能作具體分析之前就要換: 例: #define PI 3.1415926 把程序中出現(xiàn)的3.1415926全部換成PI 說明: (1)宏名一般用大寫 (2)使用宏可提高程序的通用性和易讀性,減少不一致性,減少輸入錯誤和便于修改。例如:數(shù)組大小常用宏定義 (3)預處理是在編譯之前的處理,而編譯工作的任務之一就是語法檢查,預處理不做語法檢查。 (4)宏定義末尾不加分號; (5)宏定義寫在函數(shù)的花括號外邊,作用域為其后的程序,通常在文件的最開頭。 (6)可以用#undef命令終止宏定義的作用域 (7)宏定義可以嵌套 (8)字符串" "中永遠不包含宏 (9)宏定義不分配內存,變量定義分配內存。 2.帶參數(shù)的宏: 除了一般的字符串替換,還要做參數(shù)代換 格式: #define 宏名(參數(shù)表) 字符串 例如:#define S(a,b) a*b area=S(3,2);第一步被換為area=a*b; ,第二步被換為area=3*2; 類似于函數(shù)調用,有一個啞實結合的過程: (1)實參如果是表達式容易出問題 #define S(r) r*r area=S(a+b);第一步換為area=r*r;,第二步被換為area=a+b*a+b; 正確的宏定義是#define S(r) (r)*(r) (2)宏名和參數(shù)的括號間不能有空格 (3)宏替換只作替換,不做計算,不做表達式求解 (4)函數(shù)調用在編譯后程序運行時進行,并且分配內存。宏替換在編譯前進行,不分配內存 (5)宏的啞實結合不存在類型,也沒有類型轉換。 (6)函數(shù)只有一個返回值,利用宏則可以設法得到多個值 (7)宏展開使源程序變長,函數(shù)調用不會 (8)宏展開不占運行時間,只占編譯時間,函數(shù)調用占運行時間(分配內存、保留現(xiàn)場、值傳遞、返回值) 編輯本段二. 文件包含一個文件包含另一個文件的內容 格式: #include "文件名" 或 #include 文件名 編譯時以包含處理以后的文件為編譯單位,被包含的文件是源文件的一部分。 編譯以后只得到一個目標文件.obj 被包含的文件又被稱為“標題文件”或“頭部文件”、“頭文件”,并且常用.h作擴展名。 修改頭文件后所有包含該文件的文件都要重新編譯 頭文件的內容除了函數(shù)原型和宏定義外,還可以有結構體定義,全局變量定義: (1)一個#include命令指定一個頭文件; (2)文件1包含文件2,文件2用到文件3,則文件3的包含命令#include應放在文件1的頭部第一行; (3)包含可以嵌套; (4)文件名稱為標準方式,系統(tǒng)到頭文件目錄查找文件, "文件名"則先在當前目錄查找,而后到頭文件目錄查找; (5)被包含文件中的靜態(tài)全局變量不用在包含文件中聲明。 編輯本段三. 條件編譯有些語句行希望在條件滿足時才編譯。 格式:(1) #ifdef 標識符 程序段1 #else 程序段2 #endif 或 #ifdef 程序段1 #endif 當標識符已經定義時,程序段1才參加編譯。 格式:(2) #ifndef 標識符 格式:(3) #if 表達式1 程序段1 #else 程序段2 #endif 當表達式1成立時,編譯程序段1,當不成立時,編譯程序段2。 使用條件編譯可以使目標程序變小,運行時間變短。 預編譯使問題或算法的解決方案增多,有助于我們選擇合適的解決方案。 此外,還有布局控制:#pragma,這也是我們應用預處理的一個重要方面,主要功能是為編譯程序提供非常規(guī)的控制流信息。
預處理器的主要作用就是把通過預處理的內建功能對一個資源進行等價替
換,最常見的預處理有:文件包含,條件編譯、布局控制和宏替換4種
文件包含:#include
是一種最為常見的預處理,主要是做為文件的引用組合
源程序正文。
條件編譯:#if,#ifndef,#ifdef,#endif,#undef等也是比較常見的預處理,
主要是進行編譯時
進行有選擇的挑選,
注釋掉一些指定的代碼,
以達到版本控制、
防止對文件重復包含的功能。
布局控制:
#progma,這也是我們應用預處理的一個重要方面,主要功能是
為編譯程序提供非常規(guī)的控制流信息。
宏替換:
#define,這是最常見的用法,它可以定義符號常量、函數(shù)功能、
重新命名、字符串的拼接等各種功能
第十一章 預處理概述
在前面各章中,已多次使用過以“#”號開頭的預處理命令。如包含命令# include,宏定義命令# define等。在源程序中這些命令都放在函數(shù)之外, 而且一般都放在源文件的前面,它們稱為預處理部分。所謂預處理是指在進行編譯的第一遍掃描(詞法掃描和語法分析)之前所作的工作。預處理是C語言的一個重要功能, 它由預處理程序負責完成。當對一個源文件進行編譯時, 系統(tǒng)將自動引用預處理程序對源程序中的預處理部分作處理, 處理完畢自動進入對源程序的編譯。C語言提供了多種預處理功能,如宏定義、文件包含、 條件編譯等。合理地使用預處理功能編寫的程序便于閱讀、修改、 移植和調試,也有利于模塊化程序設計。本章介紹常用的幾種預處理功能。宏定義
在C語言源程序中允許用一個標識符來表示一個字符串, 稱為“宏”。被定義為“宏”的標識符稱為“宏名”。在編譯預處理時,對程序中所有出現(xiàn)的“宏名”,都用宏定義中的字符串去代換, 這稱為“宏代換”或“宏展開”。宏定義是由源程序中的宏定義命令完成的。 宏代換是由預處理程序自動完成的。在C語言中,“宏”分為有參數(shù)和無參數(shù)兩種。 下面分別討論這兩種“宏”的定義和調用。 無參宏定義
無參宏的宏名后不帶參數(shù)。其定義的一般形式為: #define 標識符 字符串 其中的“#”表示這是一條預處理命令。凡是以“#”開頭的均為預處理命令?!癲efine”為宏定義命令。 “標識符”為所定義的宏名?!白址笨梢允浅?shù)、表達式、格式串等。在前面介紹過的符號常量的定義就是一種無參宏定義。 此外,常對程序中反復使用的表達式進行宏定義。例如: # define M (y*y+3*y) 定義M表達式(y*y+3*y)。在編寫源程序時,所有的(y*y+3*y)都可由M代替,而對源程序作編譯時,將先由預處理程序進行宏代換,即用(y*y+3*y)表達式去置換所有的宏名M,然后再進行編譯。
#define M (y*y+3*y)
main(){
int s,y;
printf("input a number: ");
scanf("%d",y);
s=3*M+4*M+5*M;
printf("s=%d\n",s);
}
上例程序中首先進行宏定義,定義M表達式(y*y+3*y),在s= 3*M+4*M+5* M中作了宏調用。在預處理時經宏展開后該語句變?yōu)椋簊=3*(y*y+3*y)+4(y*y+3*y)+5(y*y+3*y);但要注意的是,在宏定義中表達式(y*y+3*y)兩邊的括號不能少。否則會發(fā)生錯誤。
當作以下定義后: #difine M y*y+3*y在宏展開時將得到下述語句: s=3*y*y+3*y+4*y*y+3*y+5*y*y+3*y;這相當于; 3y?2+3y+4y?2+3y+5y?2+3y;顯然與原題意要求不符。計算結果當然是錯誤的。 因此在作宏定義時必須十分注意。應保證在宏代換之后不發(fā)生錯誤。對于宏定義還要說明以下幾點:1. 宏定義是用宏名來表示一個字符串,在宏展開時又以該字符串取代宏名,這只是一種簡單的代換,字符串中可以含任何字符,可以是常數(shù),也可以是表達式,預處理程序對它不作任何檢查。如有錯誤,只能在編譯已被宏展開后的源程序時發(fā)現(xiàn)。2. 宏定義不是說明或語句,在行末不必加分號,如加上分號則連分號也一起置換。3. 宏定義必須寫在函數(shù)之外,其作用域為宏定義命令起到源程序結 束。如要終止其作用域可使用# undef命令,例如: # define PI 3.14159
main()
{
……
}
# undef PIPI的作用域
f1()
....表示PI只在main函數(shù)中有效,在f1中無效。
4. 宏名在源程序中若用引號括起來,則預處理程序不對其作宏代換。
#define OK 100
main()
{
printf("OK");
printf("\n");
}
上例中定義宏名OK表示100,但在printf語句中OK被引號括起來,因此不作宏代換。程序的運行結果為:OK這表示把“OK”當字符串處理。5. 宏定義允許嵌套,在宏定義的字符串中可以使用已經定義的宏名。在宏展開時由預處理程序層層代換。例如: #define PI 3.1415926
#define S PI*y*y /* PI是已定義的宏名*/對語句: printf("%f",s);在宏代換后變?yōu)椋?printf("%f",3.1415926*y*y);6. 習慣上宏名用大寫字母表示,以便于與變量區(qū)別。但也允許用小寫字母。7. 可用宏定義表示數(shù)據類型,使書寫方便。例如: #define STU struct stu在程序中可用STU作變量說明: STU body[5],*p;#define INTEGER int 在程序中即可用INTEGER作整型變量說明: INTEGER a,b; 應注意用宏定義表示數(shù)據類型和用typedef定義數(shù)據說明符的區(qū)別。宏定義只是簡單的字符串代換,是在預處理完成的,而typedef是在編譯時處理的,它不是作簡單的代換, 而是對類型說明符重新命名。被命名的標識符具有類型定義說明的功能。請看下面的例子: #define PIN1 int* typedef (int*) PIN2;從形式上看這兩者相似, 但在實際使用中卻不相同。下面用PIN1,PIN2說明變量時就可以看出它們的區(qū)別: PIN1 a,b;在宏代換后變成 int *a,b;表示a是指向整型的指針變量,而b是整型變量。然而:PIN2 a,b;表示a,b都是指向整型的指針變量。因為PIN2是一個類型說明符。由這個例子可見,宏定義雖然也可表示數(shù)據類型, 但畢竟是作字符
代換。在使用時要分外小心,以避出錯。8. 對“輸出格式”作宏定義,可以減少書寫麻煩。例9.3 中就采用了這種方法。
#define P printf
#define D "%d\n"
#define F "%f\n"
main(){
int a=5, c=8, e=11;
float b=3.8, d=9.7, f=21.08;
P(D F,a,b);
P(D F,c,d);
P(D F,e,f);
}帶參宏定義C語言允許宏帶有參數(shù)。在宏定義中的參數(shù)稱為形式參數(shù), 在宏調用中的參數(shù)稱為實際參數(shù)。對帶參數(shù)的宏,在調用中,不僅要宏展開, 而且要用實參去代換形參。帶參宏定義的一般形式為: #define 宏名(形參表) 字符串 在字符串中含有各個形參。帶參宏調用的一般形式為: 宏名(實參表);
例如:
#define M(y) y*y+3*y /*宏定義*/
:
k=M(5); /*宏調用*/
: 在宏調用時,用實參5去代替形參y, 經預處理宏展開后的語句
為: k=5*5+3*5
#define MAX(a,b) (ab)?a:b
main(){
int x,y,max;
printf("input two numbers: ");
scanf("%d%d",x,y);
max=MAX(x,y);
printf("max=%d\n",max);
}
上例程序的第一行進行帶參宏定義,用宏名MAX表示條件表達式(ab)?a:b,形參a,b均出現(xiàn)在條件表達式中。程序第七行max=MAX(x,
y)為宏調用,實參x,y,將代換形參a,b。宏展開后該語句為: max=(xy)?x:y;用于計算x,y中的大數(shù)。對于帶參的宏定義有以下問題需要說明:1. 帶參宏定義中,宏名和形參表之間不能有空格出現(xiàn)。
例如把: #define MAX(a,b) (ab)?a:b寫為: #define MAX (a,b) (ab)?a:b 將被認為是無參宏定義,宏名MAX代表字符串 (a,b)(ab)?a:b。
宏展開時,宏調用語句: max=MAX(x,y);將變?yōu)椋?max=(a,b)(ab)?a:b(x,y);這顯然是錯誤的。2. 在帶參宏定義中,形式參數(shù)不分配內存單元,因此不必作類型定義。而宏調用中的實參有具體的值。要用它們去代換形參,因此必須作類型說明。這是與函數(shù)中的情況不同的。在函數(shù)中,形參和實參是兩個不同的量,各有自己的作用域,調用時要把實參值賦予形參,進行“值傳遞”。而在帶參宏中,只是符號代換,不存在值傳遞的問題。3. 在宏定義中的形參是標識符,而宏調用中的實參可以是表達式。
#define SQ(y) (y)*(y)
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",a);
sq=SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
上例中第一行為宏定義,形參為y。程序第七行宏調用中實參為a+1,是一個表達式,在宏展開時,用a+1代換y,再用(y)*(y) 代換SQ,得到如下語句: sq=(a+1)*(a+1); 這與函數(shù)的調用是不同的, 函數(shù)調用時要把實參表達式的值求出來再賦予形參。 而宏代換中對實參表達式不作計算直接地照原樣代換。4. 在宏定義中,字符串內的形參通常要用括號括起來以避免出錯。 在上例中的宏定義中(y)*(y)表達式的y都用括號括起來,因此結果是正確的。如果去掉括號,把程序改為以下形式:
#define SQ(y) y*y
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",a);
sq=SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
運行結果為:input a number:3
sq=7 同樣輸入3,但結果卻是不一樣的。問題在哪里呢? 這是由于代換只作符號代換而不作其它處理而造成的。 宏代換后將得到以下語句: sq=a+1*a+1; 由于a為3故sq的值為7。這顯然與題意相違,因此參數(shù)兩邊的括號是不能少的。即使在參數(shù)兩邊加括號還是不夠的,請看下面程序:
#define SQ(y) (y)*(y)
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",a);
sq=160/SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
本程序與前例相比,只把宏調用語句改為: sq=160/SQ(a+1); 運行本程序如輸入值仍為3時,希望結果為10。但實際運行的結果如下:input a number:3 sq=160為什么會得這樣的結果呢?分析宏調用語句,在宏代換之后變?yōu)椋?sq=160/(a+1)*(a+1);a為3時,由于“/”和“*”運算符優(yōu)先級和結合性相同, 則先作160/(3+1)得40,再作40*(3+1)最后得160。為了得到正確答案應在宏定義中的整個字符串外加括號, 程序修改如下
#define SQ(y) ((y)*(y))
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",a);
sq=160/SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
以上討論說明,對于宏定義不僅應在參數(shù)兩側加括號, 也應在整個字符串外加括號。5. 帶參的宏和帶參函數(shù)很相似,但有本質上的不同,除上面已談到的各點外,把同一表達式用函數(shù)處理與用宏處理兩者的結果有可能是不同的。main(){
int i=1;
while(i=5)
printf("%d\n",SQ(i++));
}
SQ(int y)
{
return((y)*(y));
}#define SQ(y) ((y)*(y))
main(){
int i=1;
while(i=5)
printf("%d\n",SQ(i++));
}
在上例中函數(shù)名為SQ,形參為Y,函數(shù)體表達式為((y)*(y))。在例9.6中宏名為SQ,形參也為y,字符串表達式為(y)*(y))。 兩例是相同的。例9.6的函數(shù)調用為SQ(i++),例9.7的宏調用為SQ(i++),實參也是相同的。從輸出結果來看,卻大不相同。分析如下:在例9.6中,函數(shù)調用是把實參i值傳給形參y后自增1。 然后輸出函數(shù)值。因而要循環(huán)5次。輸出1~5的平方值。而在例9.7中宏調用時,只作代換。SQ(i++)被代換為((i++)*(i++))。在第一次循環(huán)時,由于i等于1,其計算過程為:表達式中前一個i初值為1,然后i自增1變?yōu)?,因此表達式中第2個i初值為2,兩相乘的結果也為2,然后i值再自增1,得3。在第二次循環(huán)時,i值已有初值為3,因此表達式中前一個i為3,后一個i為4, 乘積為12,然后i再自增1變?yōu)?。進入第三次循環(huán),由于i 值已為5,所以這將是最后一次循環(huán)。計算表達式的值為5*6等于30。i值再自增1變?yōu)?,不再滿足循環(huán)條件,停止循環(huán)。從以上分析可以看出函數(shù)調用和宏調用二者在形式上相似, 在本質上是完全不同的。6. 宏定義也可用來定義多個語句,在宏調用時,把這些語句又代換到源程序內??聪旅娴睦?。
#define SSSV(s1,s2,s3,v) s1=l*w;s2=l*h;s3=w*h;v=w*l*h;
main(){
int l=3,w=4,h=5,sa,sb,sc,vv;
SSSV(sa,sb,sc,vv);
printf("sa=%d\nsb=%d\nsc=%d\nvv=%d\n",sa,sb,sc,vv);
}
程序第一行為宏定義,用宏名SSSV表示4個賦值語句,4 個形參分別為4個賦值符左部的變量。在宏調用時,把4 個語句展開并用實參代替形參。使計算結果送入實參之中。文件包含文件包含是C預處理程序的另一個重要功能。文件包含命令行的一般形式為: #include"文件名" 在前面我們已多次用此命令包含過庫函數(shù)的頭文件。例如:
#include"stdio.h"
#include"math.h"
文件包含命令的功能是把指定的文件插入該命令行位置取代該命令行, 從而把指定的文件和當前的源程序文件連成一個源文件。在程序設計中,文件包含是很有用的。 一個大的程序可以分為多個模塊,由多個程序員分別編程。 有些公用的符號常量或宏定義等可單獨組成一個文件, 在其它文件的開頭用包含命令包含該文件即可使用。這樣,可避免在每個文件開頭都去書寫那些公用量, 從而節(jié)省時間,并減少出錯。對文件包含命令還要說明以下幾點:
1. 包含命令中的文件名可以用雙引號括起來,也可以用尖括號括起來。例如以下寫法都是允許的: #include"stdio.h" #includemath.h 但是這兩種形式是有區(qū)別的:使用尖括號表示在包含文件目錄中去查找(包含目錄是由用戶在設置環(huán)境時設置的), 而不在源文件目錄去查找; 使用雙引號則表示首先在當前的源文件目錄中查找,若未找到才到包含目錄中去查找。 用戶編程時可根據自己文件所在的目錄來選擇某一種命令形式。2. 一個include命令只能指定一個被包含文件, 若有多個文件要包含,則需用多個include命令。3. 文件包含允許嵌套,即在一個被包含的文件中又可以包含另一個文件。條件編譯預處理程序提供了條件編譯的功能。 可以按不同的條件去編譯不同的程序部分,因而產生不同的目標代碼文件。 這對于程序的移植和調試是很有用的。 條件編譯有三種形式,下面分別介紹:
1. 第一種形式:
#ifdef 標識符
程序段1
#else
程序段2
#endif
它的功能是,如果標識符已被 #define命令定義過則對程序段1進行編譯;否則對程序段2進行編譯。如果沒有程序段2(它為空),本格式中的#else可以沒有, 即可以寫為:
#ifdef 標識符
程序段 #endif
#define NUM ok
main(){
struct stu
{
int num;
char *name;
char sex;
float score;
} *ps;
ps=(struct stu*)malloc(sizeof(struct stu));
ps-num=102;
ps-name="Zhang ping";
ps-sex='M';
ps-score=62.5;
#ifdef NUM
printf("Number=%d\nScore=%f\n",ps-num,ps-score);
#else
printf("Name=%s\nSex=%c\n",ps-name,ps-sex);
#endif
free(ps);
}
由于在程序的第16行插入了條件編譯預處理命令, 因此要根據NUM是否被定義過來決定編譯那一個printf語句。而在程序的第一行已對NUM作過宏定義,因此應對第一個printf語句作編譯故運行結果是輸出了學號和成績。在程序的第一行宏定義中,定義NUM表示字符串OK,其實也可以為任何字符串,甚至不給出任何字符串,寫為: #define NUM 也具有同樣的意義。 只有取消程序的第一行才會去編譯第二個printf語句。讀者可上機試作。2. 第二種形式:
#ifndef 標識符
程序段1
#else
程序段2
#endif
與第一種形式的區(qū)別是將“ifdef”改為“ifndef”。它的功能是,如果標識符未被#define命令定義過則對程序段1進行編譯, 否則對程序段2進行編譯。這與第一種形式的功能正相反。3. 第三種形式:
#if 常量表達式
程序段1
#else
程序段2
#endif
它的功能是,如常量表達式的值為真(非0),則對程序段1 進行編譯,否則對程序段2進行編譯。因此可以使程序在不同條件下,完成不同的功能
#define R 1
main(){
float c,r,s;
printf ("input a number: ");
scanf("%f",c);
#if R
r=3.14159*c*c;
printf("area of round is: %f\n",r);
#else
s=c*c;
printf("area of square is: %f\n",s);
#endif
}
本例中采用了第三種形式的條件編譯。在程序第一行宏定義中,定義R為1,因此在條件編譯時,常量表達式的值為真, 故計算并輸出圓面積。上面介紹的條件編譯當然也可以用條件語句來實現(xiàn)。 但是用條件語句將會對整個源程序進行編譯,生成的目標代碼程序很長,而采用條件編譯,則根據條件只編譯其中的程序段1或程序段2, 生成的目標程序較短。如果條件選擇的程序段很長, 采用條件編譯的方法是十分必要的。
(1)#define POWER(x) ((x)*(x)) 編譯器在編譯時,用((x)*(x)) 代替 POWER(x);
(2)循環(huán)執(zhí)行兩邊:
第一次:i=1;
POWER(i++);//((i++)*(i++))==(1)*(2) 先加后用 所以第一個i先加,第二個i++在第一個基礎上在加,然后相乘;
故:POWER(i++)=1×2=2;
第二次執(zhí)行循環(huán)時,i=2;
i++ ;//3
i++;//4
故:POWER(i++)=3×4=12;