C语言-程序环境和预处理（14.2）

目录

预处理详解

1.预定义符号

2. #define

2.1 #define定义标识符

2.2 #define 定义宏

2.3 #define 替换规则

注意事项：

2.4 #和##

2.5 带副作用的宏参数

2.6 宏和函数对比

3. #undef

4. 条件编译

4.1 单分支条件编译

4.2 多分支条件编译

4.3 判断是否被定义

5. 文件包含

5.1 本地文件包含

5.2 库函数包含

5.3 嵌套文件包含

写在最后：

---

预处理详解

思维导图：

 

1.预定义符号

例：

#include <stdio.h>int main()
{printf("%s\n", __FILE__);//进行编译的文件位置printf("%d\n", __LINE__);//文件当前的行号printf("%s\n", __DATE__);//文件被编译的日期printf("%s\n", __TIME__);//文件被编译的时间return 0;
}

输出：

输出:
F:\my code\c_plus_plus-code-exercise-warehouse\2023_2_8\2023_2_8\test.c
24
Feb  8 2023
19:49:32

注：输出的第一行是我这个文件的路径。

2. #define

2.1 #define定义标识符

#include <stdio.h>#define print printf
#define size sizeof
#define MAX 1000int main()
{print("hello world\n");print("%d\n", size(int));print("%d\n", MAX);return 0;
}

这个其实就是：

1. 用print 代替了 printf，

2. 用size 代替了 sizeof，

3. 用MAX 代替了 1000。

输出：

输出：
hello world
4
1000

另外，建议不要在#define 后面加分号，容易出事。

2.2 #define 定义宏

例：

#include <stdio.h>#define mul(x) ((x)*(x))int main()
{int x = 3;int ret = mul(x);printf("%d\n", ret);return 0;
}

输出：

输出：9

这个的本质其实就是将mul(x) 替换成 （（x）*（x））

当然，x可以是你指定的值。

例：

#include <stdio.h>#define mul(x) ((x)*(x))int main()
{int x = 3;int ret = mul(x);printf("%d\n", ret);ret = mul(3);printf("%d\n", ret);return 0;
}

输出：

输出：
9
9

所以这个也是一样的。

注：

1. 参数列表的左括号必须与mul（你定义的名称）紧邻。

2. 用于对数值表达式进行求值的宏定义建议加上（）确保优先级。

2.3 #define 替换规则

1. 在调用宏时，首先对参数进行检查，看看是否包含任何由#define定义的符号，

    如果是，它们首先被替换。

2. 替换文本随后被插入到程序中原来文本的位置。

    对于宏，参数名被他们的值所替换。

3. 最后，再次对结果文件进行扫描，看看它是否包含任何由#define定义的符号，

    如果是，就重复上述处理过程。

注意事项：

1. 宏参数和#define 定义中可以出现其他#define 定义的符号，但是对于宏，不能出现递归。

2. 当预处理器搜索#define定义的符号的时候，字符串常量的内容并不被搜索。

2.4 #和##

例：

#define PRINT(format, x) printf("the value of "#x" is "format"\n", x)int main()
{int a = 10;//printf("the value of a is %d\n", a);PRINT("%d", a);//printf("the value of ""a"" is ""%d""\n", x)int b = 20;//printf("the value of b is %d\n", b);PRINT("%d", b);float f = 3.14f;PRINT("%f", f);//printf("the value of ""f"" is ""%f""\n", x)return 0;
}

输出：

输出：
the value of a is 10
the value of b is 20
the value of f is 3.140000

总结：这里就是使用 # ，把一个宏参数变成对应的字符串。

例2：

#include <stdio.h>#define CAT(x,y) x##yint main()
{int helloworld = 2023;printf("%d\n", CAT(hello, world));return 0;
}

输出：

输出：2023

总结：##可以把位于它两边的符号合成一个符号。

2.5 带副作用的宏参数

例：

#include <stdio.h>#define MAX(x, y)  ((x)>(y)?(x):(y))int main()
{int a = 3;int b = 5;int m = MAX(a++, b++);//宏替换之后：//((a++)>(b++)?(a++):(b++))printf("%d\n", m);printf("%d %d\n", a, b);return 0;
}

输出：

输出：
6
4 7

因为宏是直接将代码替换下来，所以在使用有副作用的参数时一定要小心。

使用函数的话，就不会出现这样的问题：

例：

#include <stdio.h>int max(int x, int y)
{return x > y ? x : y;
}int main()
{int a = 3;int b = 5;int m = max(a++, b++);printf("%d\n", m);printf("%d %d\n", a, b);return 0;
}

输出：

输出：
5
4 6

因为函数传参就是传的a和b过去计算。

2.6 宏和函数对比

属 性	#define定义宏	函数
代 码 长 度	每次使用时，宏代码都会被插入到程序中。 除了非常小的宏之外，程序的长度会大幅度增长	函数代码只出现于一个地方； 每次使用这个函数时， 都调用那个地方的同一份代码
执 行 速 度	更快	函数调用和返回有额外开销， 所以相对慢一些
操 作 符 优 先 级	宏参数的求值是： 在所有周围表达式的上下文环境里， 除非加上括号， 否则邻近操作符的优先级可能会产生 不可预料的后果， 所以建议宏在书写的时候多些括号。	函数参数只在函数调用的时候 求值一次， 它的结果值传递给函数。 表达式求值结果更容易预测。
带 有 副 作 用 的 参 数	参数可能被替换到宏体中的多个位置， 所以带有副作用的参数求值， 可能会产生不可预料的结果。	函数参数只在传参的时候 求值一次，结果更容易控制。
参 数 类 型	宏的参数与类型无关， 只要对参数的操作是合法的， 它就可以使用于任何参数类型。	函数的参数是与类型有关的， 如果参数的类型不同， 就需要不同的函数， 即使他们执行的任务是 相同的。
调 试	宏是不方便调试的	函数是可以逐语句调试的
递 归	宏是不能递归的	函数是可以递归的

总结：

宏和函数各有优劣，根据实际场景权衡使用。

2.7 命名约定

把宏名全部大写

函数名不要全部大写

3. #undef

这条指令用于移除一个宏定义。

例：

 我们发现，移除宏定义MAX之后，再次使用就报错了。

4. 条件编译

我们可以通过使用条件编译根据设定条件屏蔽掉我们不想要的代码。

4.1 单分支条件编译

例：

#include <stdio.h>#define PRINT int main()
{
#ifdef PRINT //还有一个#ifndef是表示PRINT未定义就执行printf("hehe\n");
#endifreturn 0;
}

输出 ：

输出：hehe

4.2多分支条件编译：

例：

#include <stdio.h>#define PRINT 1int main()
{#if PRINT == 1printf("1");
#elif PRINT == 10printf("10");
#else printf("???");
#endif return 0;
}

输出：

输出：1

#include <stdio.h>#define PRINT 10int main()
{#if PRINT == 1printf("1");
#elif PRINT == 10printf("10");
#else printf("???");
#endif return 0;
}

输出：

输出：10

#include <stdio.h>#define PRINT 100int main()
{#if PRINT == 1printf("1");
#elif PRINT == 10printf("10");
#else printf("???");
#endif return 0;
}

输出：

输出：???

4.3 判断是否被定义

例：

#include <stdio.h>#define PRINT int main()
{
#if !defined(PRINT)printf("hehe\n");
#endif#if defined(PRINT)printf("haha\n");
#endifreturn 0;
}

输出：

输出：haha

当然，条件编译也支持嵌套。

在实际中，条件编译也有广泛的应用：

例：

我们可以看一个头文件的源码感受一下：

5. 文件包含

5.1 本地文件包含

先在源文件所在目录下查找，如果该头文件未找到，

编译器就像查找库函数头文件一样在标准位置查找头文件。

5.2 库函数包含

就直接去标准路径下去查找，如果找不到就提示编译错误。

5.3 嵌套文件包含

如果在包含头文件的时候出现这样的情况：

 因为头文件展开后会将所以代码放开，

这样就会造成文件内容的重复。

我们可以用条件编译解决这样的问题：

例：

#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//头文件具体内容：
//...
//
#endif

我们用这个条件编译将头文件的内容包起来，

当再次调用这个头文件的时候，

就会因为 __TEST_H__已经定义过了，而不再编译头文件内容。

当然，如果你嫌麻烦的话，

#pragma once

在头文件中写下这段代码也是同样的效果。

写在最后：

以上就是本篇文章的内容了，感谢你的阅读。

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