你必須知道的C語言預(yù)處理的問題詳解
C語言預(yù)處理器執(zhí)行宏替換、條件編譯和文件包含。通常采用以“#”為行首的提示。下面是C語言預(yù)處理的應(yīng)用場合:
1.三字母詞(Trigraph Sequences)
C源程序的字符集被包含在7位的ASCII字符集中,但是它是ISO 646-1983 Invariant Code Set的超集。為了讓程序可以在縮減集(reduced set)中呈現(xiàn)出來,下面的三字母詞會被替換成相應(yīng)的單字符.
| 三字母詞 | 單字符 |
| ??= | # |
| ??/ | \ |
| ??' | ^ |
| ??( | [ |
| ??) | ] |
| ??! | | |
| ??< | { |
| ??> | } |
| ??- | ~ |
替換發(fā)生在任何其他處理之前。
例如:如果你嘗試打印字符串"what??!"
printf("what??!\n");
會得到字符串"what|"。
如果你這樣注釋代碼,結(jié)果會讓你意外:
// Will the next line be executed?????????????/
a++;
a++并不會執(zhí)行。前提是你知道\的作用。
注意:由于編譯器對ANSI C的支持不一樣,有些編譯器會把三字母詞當(dāng)普通字符處理,你需要給編譯選項加上“-trigraphs”
2.行拼接
以反斜杠"\"結(jié)尾的行會把該行和下一行拼接成一行(預(yù)處理器做的工作就是把該反斜杠'"\"和接著的換行字符'\n'刪除)。['\'稱為續(xù)行符]
例如你可以這樣寫
/\
* is a legal comment. *\
/
3.宏定義和展開
a)簡單宏替換
簡單宏替換使程序中能用一個標(biāo)識符來表示一個單詞串,指令形式為:
#define 標(biāo)識符 單詞串
標(biāo)識符(稱為宏名)被定義為后面的單詞串;單詞串(簡稱串)是任意以換行結(jié)束的用于替換程序中該標(biāo)識符的正文。如果串太長需要寫成多行,則除了最后一行外每一行末尾都要有一個續(xù)行符(即添加一個“\”后回車)。
注意:字符串常數(shù)中出現(xiàn)的與宏名相同的字符串不在替換之列。例如:
#define YES 1
printf("YES"); // 輸出 YES,而不是1
b)帶參數(shù)的宏替換
預(yù)處理指令的形式為:
#define 標(biāo)識符(標(biāo)識符,標(biāo)識符,...,標(biāo)識符) 單詞串
“標(biāo)識符(標(biāo)識符,標(biāo)識符,...,標(biāo)識符)”是被定義的宏,()外面的標(biāo)識符稱為宏名,()中的標(biāo)識符是宏的形式參數(shù);宏名與其后的()之間不能有空白符。
例如:
#define max(a,b) ((a)>(b)? (a): (b))
♦操作符#和##
操作符#把其后的串變成雙引號包圍的串;
操作符##把兩個標(biāo)志符拼在一起,形成一個新的標(biāo)識符
#define str(expr) #expr
#define cat(x,y) x ## y
int ab=12;
printf(str(hello world!)); // 會被替換成 printf("hello world!");
printf("ab=%d\n", cat(a,b)); // 會被替換成 printf("ab=%d\n", ab); 輸出 ab=12
♦宏替換時的順序
#include <stdio.h>
#define f(a,b) a##b
#define g(a) #a
#define h(a) g(a)
int main()
{
printf("%s\n", h(f(1,2)));
printf("%s\n", g(f(1,2)));
return 0;
}
輸出結(jié)果是12和f(1,2)。為什么會這樣呢,宏的解開不像函數(shù),由里到外。
?。?)在""內(nèi)的宏名或宏參數(shù)名不被替換
(2)宏替換順序:一個帶參數(shù)的宏內(nèi)部調(diào)用另一個宏,參數(shù)也是一個宏,則先替換外層的宏,再替換外層宏的參數(shù),最后替換內(nèi)層宏。
知道這些規(guī)則對于出現(xiàn)上面的結(jié)果就不難理解了。
溫馨提示:在寫帶參數(shù)的宏替換指令時,推薦的做法時將單詞串中的每一個參數(shù)都用()括起來,整個表達式也要用()括起來;否則,替換結(jié)果可能不是你想要的,例如:
#define sqr(x) x * x
// 如果程序中的宏的引用形式為
sqr(3.0+1.0); // 經(jīng)預(yù)處理后會被替換為 3.0 + 1.0 * 3.0 + 1.0
結(jié)果與你的原意(3.0+1.0)*(3.0+1.0)不等價
c)取消宏定義
#undef 標(biāo)識符
會使宏名標(biāo)識符失去定義。如果#undef 一個沒有定義過的標(biāo)識符 也不會引發(fā)錯誤。
4.文件包含
#include <filename> // 引用標(biāo)準(zhǔn)庫的頭文件(編譯器將從標(biāo)準(zhǔn)庫目錄開始搜索)
#include "filename" // 引用非標(biāo)準(zhǔn)庫的頭文件(編譯器將從用戶的工作目錄開始搜索)
#include 標(biāo)識符 // 標(biāo)識符是由#define 定義的<filename>或"filename"的宏名
5.條件編譯
條件編譯指令格式如下:
if-line 正文
[#elif 常量表達式 正文]
...
[#else 正文]
#endif
if-line為下面中的任意一種形式:
?。?)#if 常量表達式
(2)#ifdef 標(biāo)識符
?。?)#ifndef 標(biāo)識符
♦defined操作符用來判斷標(biāo)識符是否定義過。形式如下:
defined identifier
或
defined (identifier)
下面的
#ifdef identifier
#ifndef identifier
等價于
#if defined identifier
#if ! defined identifier
6.行控制
行控制指令有下列兩種形式
(1)#line n "filename"
?。?)#line n
行控制預(yù)處理功能為其他產(chǎn)生C源程序的預(yù)處理程序(例如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的宿主C預(yù)編譯程序)在跟蹤被處理程序(例如被宿主C預(yù)編譯程序處理的擴展名為.pc的預(yù)編譯源程序)的行號時提供方便,便于最終用戶的源程序查錯和該錯。它會使編譯器相信n(十進制正整數(shù))為下一個源程序行的行號,“filename”會被當(dāng)作當(dāng)前文件名。
7.生成錯誤
#error error_messageopt
讓編譯器輸出錯誤信息error_message
8.Pragmas
#pragma token-sequenceopt
#pragma是編譯程序?qū)崿F(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?qū)幾g程序的可移植性。
9.空指令
形如
#
沒有任何作用
10.預(yù)定義宏
C語言規(guī)范了5個固有的預(yù)定義宏,他們分別是
__LINE__ 當(dāng)前源程序的行號
__FILE__ 正在編譯的程序的文件名
__DATE__ 編譯的日期字符串,形如"Mmm dd yyyy"
__TIME__ 編譯的時間字符串,形如"hh:mm:ss"
__STDC__ 如果__STDC__的內(nèi)容是十進制常數(shù)1,則表示編譯程序的實現(xiàn)符合標(biāo)準(zhǔn)C
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