C語言預(yù)處理詳解
一,預(yù)定義符號
__FILE__ //進(jìn)行編譯的源文件 __LINE__ //文件當(dāng)前的行號 __DATE__ //文件被編譯的日期 __TIME__ //文件被編譯的時(shí)間 __STDC__ //如果編譯器遵循ANSI C,其值為1,否則未定義
int main() { printf("%s\n", __FILE__); printf("%d\n", __LINE__); printf("%s\n", __DATE__); printf("%s\n", __TIME__); //printf("%d\n", __STDC__);//因?yàn)閂S不支持ANSI C,其實(shí)__STDC__未定義 //gcc 是支持的 //gcc對C語言語法的支持非常好 return 0; }
這些預(yù)定義符號都是語言內(nèi)置的,例題如下
int main() { printf("file:%s line:%d\n", __FILE__, __LINE__); return 0; }
二,#define
1,#define 定義標(biāo)識(shí)符
#define name stuff
#define MAX 100 #define reg register //為 register這個(gè)關(guān)鍵字,創(chuàng)建一個(gè)簡短的名字 #define STR "HEHE" int main() { int a = 3; int b = 20; if (a == 4) b = MAX; else b = -a; register int num = 100; reg int num2 = 200; int m = MAX; printf("%d\n", MAX); printf("%d\n", m); printf("%s\n", STR); return 0; }
在define定義標(biāo)識(shí)符的時(shí)候,要不要在最后加上 ; ?
#define MAX 1000; int main() { int x = 1; int max; if (x==1) { max = MAX;//這里替換為 MAX 1000;;語法錯(cuò)誤 } else { max = 0; } printf("%d", max); return 0; }
2,#define 定義宏
#define 機(jī)制包括了一個(gè)規(guī)定,允許把參數(shù)替換到文本中,這種實(shí)現(xiàn)通常稱為宏(macro)或定義宏(define macro)。
下面是宏的申明方式:
#define name( parament-list ) stuff 其中的 parament-list 是一個(gè)由逗號隔開的符號表,它們可能出現(xiàn)在 stuff中。
注意: 參數(shù)列表的左括號必須與name緊鄰。 如果兩者之間有任何空白存在,參數(shù)列表就會(huì)被解釋為stuff的一部 分。
#define SQUARE( x ) x * x
這個(gè)宏接收一個(gè)參數(shù) x=5.
SQUARE( 5 );
程序會(huì)如何表達(dá),如下
5 * 5
int a = 5; printf("%d\n" ,SQUARE( a + 1) );
觀察上面的代碼,你會(huì)認(rèn)為結(jié)果是多少?
替換文本時(shí),參數(shù)x被替換成a + 1,所以這條語句實(shí)際上變成了: printf ("%d\n",a + 1 * a + 1 );
在宏定義上加上兩個(gè)括號,這個(gè)問題便輕松的解決了:
#define SQUARE(x) (x) * (x)
這樣預(yù)處理之后就產(chǎn)生了預(yù)期的效果:
printf ("%d\n",(a + 1) * (a + 1) );
#define SQUARE(X) ((X)*(X)) int main() { int a = 5; int ret = SQUARE(a+5); //int ret = a + 5 * a + 5; //int ret = ((a) * (a)); printf("%d\n", ret); return 0; }
這里還有一個(gè)宏定義:
#define DOUBLE(x) (x) + (x)
定義中我們使用了括號,想避免之前的問題,但是這個(gè)宏可能會(huì)出現(xiàn)新的錯(cuò)誤。
int a = 5; printf("%d\n" ,10 * DOUBLE(a));
好像打印100,但事實(shí)上打印的是55. 我們發(fā)現(xiàn)替換之后:
printf ("%d\n",10 * (5) + (5));
這個(gè)問題,的解決辦法是在宏定義表達(dá)式兩邊加上一對括號就可以了。
#define DOUBLE(x) ( ( x ) + ( x ) )
#define DOUBLE(X) ((X)+(X)) int main() { int ret = 10 * DOUBLE(2); //int ret = 10 * 2 + 2; printf("%d\n", ret); return 0; }
提示:所以用于對數(shù)值表達(dá)式進(jìn)行求值的宏定義都應(yīng)該用這種方式加上括號,避免在使用宏時(shí)由于參數(shù)中的操作符或 鄰近操作符之間不可預(yù)料的相互作用。
3,#define 替換規(guī)則
在調(diào)用宏時(shí),首先對參數(shù)進(jìn)行檢查,看看是否包含任何由#define定義的符號。如果是,它們首先被替換。
替換文本隨后被插入到程序中原來文本的位置。對于宏,參數(shù)名被他們的值替換。
最后,再次對結(jié)果文件進(jìn)行掃描,看看它是否包含任何由#define定義的符號。如果是,就重復(fù)上述處理過程。
注意:
宏參數(shù)和#define 定義中可以出現(xiàn)其他#define定義的變量。但是對于宏,不能出現(xiàn)遞歸。
當(dāng)預(yù)處理器搜索#define定義的符號的時(shí)候,字符串常量的內(nèi)容并不被搜索。
#define PRINT(n) printf("the value of "#n" is %d\n", n) int main() { int a = 10; PRINT(a); int b = 20; PRINT(b); return 0; }
用#define連接字符串
#define PRINT(FORMAT, VALUE) printf("the value is "FORMAT"\n", VALUE); PRINT("%d", 10);
#define PRINT(n) printf("the value of "#n" is %d\n", n) int main() { int a = 10; printf("the value of a is %d\n", a); int b = 20; printf("the value of b is %d\n", b); printf("hello world\n"); printf("hello ""world\n"); return 0; }
三,##的作用
1,概念
##可以把位于它兩邊的符號合成一個(gè)符號。 它允許宏定義從分離的文本片段創(chuàng)建標(biāo)識(shí)符。
#define ADD_TO_SUM(num, value) sum##num += value; ADD_TO_SUM(5, 10);//作用是:給sum5增加10.
#define CAT(X,Y) X##Y int main() { int class103 = 100; printf("%d\n", CAT(class, 103)); printf("%d\n", CAT(1, 2)); return 0; }
2,帶副作用的宏參數(shù)
當(dāng)宏參數(shù)在宏的定義中出現(xiàn)超過一次的時(shí)候,如果參數(shù)帶有副作用,那么你在使用這個(gè)宏的時(shí)候就可能出現(xiàn)危險(xiǎn),導(dǎo) 致不可預(yù)測的后果。副作用就是表達(dá)式求值的時(shí)候出現(xiàn)的永久性效果。 例如:
x+1;//不帶副作用 x++;//帶有副作用
MAX宏可以證明具有副作用的參數(shù)所引起的問題。
int main() { int a = 10; int b = a + 1;//b得到的是11,a不變 int b = ++a;//b得到的是11,但是a變了,這個(gè)表達(dá)式是有副作用的 return 0; }
int Max(int x, int y) { return x > y ? x : y; } int main() { int a = 5; int b = 8; //int m = MAX(a++, b++); //int m = ((a++) > (b++) ? (a++) : (b++)); //函數(shù)的參數(shù)是計(jì)算后再傳進(jìn)去的 int m = Max(a++, b++); printf("m=%d\n", m);//8 printf("a=%d\n", a);//6 printf("b=%d\n", b);//9 return 0; }
//宏的實(shí)現(xiàn) - 1 #define MAX(X,Y) ((X)>(Y)?(X):(Y)) int Max(int x, int y) { return x > y ? x : y; } int main() { int a = 5; int b = 8; //宏的參數(shù)是不計(jì)算直接替換進(jìn)去的 //替換進(jìn)去進(jìn)去后參與運(yùn)算 int m = Max(a++, b++); printf("m=%d\n", m);//8 printf("a=%d\n", a);//6 printf("b=%d\n", b);//9 return 0;
3,宏和函數(shù)對比
宏通常被應(yīng)用于執(zhí)行簡單的運(yùn)算。比如在兩個(gè)數(shù)中找出較大的一個(gè)。
#define MAX(a, b) ((a)>(b)?(a):(b))
用于調(diào)用函數(shù)和從函數(shù)返回的代碼可能比實(shí)際執(zhí)行這個(gè)小型計(jì)算工作所需要的時(shí)間更多。所以宏比函數(shù)在程序的規(guī)模和速度方面更勝一籌。
更為重要的是函數(shù)的參數(shù)必須聲明為特定的類型。所以函數(shù)只能在類型合適的表達(dá)式上使用。反之這個(gè)宏怎可 以適用于整形、長整型、浮點(diǎn)型等可以用于>來比較的類型。宏是類型無關(guān)的。
宏的劣勢
每次使用宏的時(shí)候,一份宏定義的代碼將插入到程序中。除非宏比較短,否則可能大幅度增加程序的長度。
宏是沒法調(diào)試的。
宏由于類型無關(guān),也就不夠嚴(yán)謹(jǐn)。
宏可能會(huì)帶來運(yùn)算符優(yōu)先級的問題,導(dǎo)致程容易出現(xiàn)錯(cuò)。
屬 性 | #define定義宏 | 函數(shù) |
代 碼 長 度 | 每次使用時(shí),宏代碼都會(huì)被插入到程序中。除了非常小的宏 之外,程序的長度會(huì)大幅度增長 | 函數(shù)代碼只出現(xiàn)于一個(gè)地方;每次使 用這個(gè)函數(shù)時(shí),都調(diào)用那個(gè)地方的同 一份代碼 |
執(zhí) 行 速 度 | 更快 | 存在函數(shù)的調(diào)用和返回的額外開銷, 所以相對慢一些 |
操 作 符 優(yōu) 先 級 | 宏參數(shù)的求值是在所有周圍表達(dá)式的上下文環(huán)境里,除非加 上括號,否則鄰近操作符的優(yōu)先級可能會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)料的后 果,所以建議宏在書寫的時(shí)候多些括號 | 函數(shù)參數(shù)只在函數(shù)調(diào)用的時(shí)候求值一 次,它的結(jié)果值傳遞給函數(shù)。表達(dá)式 的求值結(jié)果更容易預(yù)測。 |
帶 有 副 作 用 的 參 數(shù) | 參數(shù)可能被替換到宏體中的多個(gè)位置,所以帶有副作用的參 數(shù)求值可能會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)料的結(jié)果。 | 函數(shù)參數(shù)只在傳參的時(shí)候求值一次, 結(jié)果更容易控制。 |
參 數(shù) 類 型 | 宏的參數(shù)與類型無關(guān),只要對參數(shù)的操作是合法的,它就可 以使用于任何參數(shù)類型。 | 函數(shù)的參數(shù)是與類型有關(guān)的,如果參 數(shù)的類型不同,就需要不同的函數(shù), 即使他們執(zhí)行的任務(wù)是不同的 |
調(diào) 試 | 宏是不方便調(diào)試的 | 函數(shù)是可以逐語句調(diào)試的 |
遞 歸 | 宏是不能遞歸的 | 函數(shù)是可以遞歸的 |
四,命名約定
一般來講函數(shù)的宏的使用語法很相似。所以語言本身沒法幫我們區(qū)分二者。 那我們平時(shí)的一個(gè)習(xí)慣是:
把宏名全部大寫 函數(shù)名不要全部大寫
1,#undef
這條指令用于移除一個(gè)宏定義。
#undef NAME //如果現(xiàn)存的一個(gè)名字需要被重新定義,那么它的舊名字首先要被移除。
命令行定義
許多C 的編譯器提供了一種能力,允許在命令行中定義符號。用于啟動(dòng)編譯過程。 例如:當(dāng)我們根據(jù)同一個(gè)源文件要 編譯出不同的一個(gè)程序的不同版本的時(shí)候,這個(gè)特性有點(diǎn)用處。(假定某個(gè)程序中聲明了一個(gè)某個(gè)長度的數(shù)組,如果 機(jī)器內(nèi)存有限,我們需要一個(gè)很小的數(shù)組,但是另外一個(gè)機(jī)器內(nèi)存大寫,我們需要一個(gè)數(shù)組能夠大寫。)
#define MAX 100 int main() { int m = MAX; #undef MAX int n = MAX;//err return 0; }
#define M 500 int main() { #if M==100 printf("haha\n"); #elif M==200 printf("hehe\n"); #else printf("heihei\n"); #endif return 0; }
2,文件包含
我們已經(jīng)知道, #include 指令可以使另外一個(gè)文件被編譯。就像它實(shí)際出現(xiàn)于 #include 指令的地方一樣。 這種替換的方式很簡單: 預(yù)處理器先刪除這條指令,并用包含文件的內(nèi)容替換。 這樣一個(gè)源文件被包含10次,那就 實(shí)際被編譯10次。
頭文件被包含的方式:
#include "filename"
VS環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)頭文件的路徑:
C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 9.0\VC\include
庫文件包含
#include <filename.h>
總結(jié)
本篇文章就到這里了,希望能夠給你帶來幫助,也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!
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