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C語言預(yù)處理詳解

 更新時(shí)間:2021年10月11日 15:52:22   作者:/少司命  
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于C語言之預(yù)處理的相關(guān)資料,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

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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