预处理详解

乐观学习，乐观生活，才能不断前进啊！！！

我的主页：optimistic_chen
我的专栏：c语言
点击主页：optimistic_chen和专栏：c语言，
创作不易，大佬们点赞鼓励下吧~

前言

这篇博客是C语言的收官之作，希望各方大佬多多支持。
作为运行程序必不可少的一部分，预处理在上篇博客中也有简单说明，本次我们来深入了解一下程序运行中预处理的作用吧，其中有的小细节对我的帮助很大，希望也可以帮助到你们！

预定义符号

C语言设置了一些预定义符号，可以直接使用。预定义符号也是在预处理期间处理的。

__FILE__ //进⾏编译的源⽂件
__LINE__ //⽂件当前的⾏号
__DATE__ //⽂件被编译的⽇期
__TIME__ //⽂件被编译的时间
//__STDC__ //如果编译器遵循ANSI C，其值为1，否则未定义

#define定义常量

一般形式：

#define name stuff

举例：

#define MAX 1000
#define reg register //为 register这个关键字，创建⼀个简短的名字）(后面链表名称会很方便)
#define CASE break;case //在写case语句的时候⾃动把 break写上。（switch语句）
// 如果定义的 stuff过⻓，可以分成⼏⾏写，除了最后⼀⾏外，每⾏的后⾯都加⼀个反斜杠(续⾏符)。
#define DEBUG_PRINT printf(“file:%s\tline:%d\t
date:%s\ttime:%s\n” , __ FILE__ , __ LINE__ ,\
__ DATE__, __ TIME__ )

注意：在define定义标识符的时候，不要在最后加上 ;（分号）

#define定义宏

#define 机制包括了⼀个规定，允许把参数替换到⽂本中，这种实现通常称为宏（macro）或定义宏

#define name( parament-list ) stuff
参数列表的左括号必须与name紧邻，如果两者之间有任何空⽩存在，参数列表就会被解释为stuff的⼀部分

代码示例：

#define SQUARE( x ) x * x
int main() {int a = 5;printf("%d\n", SQUARE(a + 1));
}

我们的想法是6*6=36，但是运行程序会发现结果为11

原因很简单，原语句被替换为

printf (“%d\n”,a + 1 * a + 1 );

我们把定义宏修改一下:

#define SQUARE(x) (x) * (x) 
int main() {int a = 5;printf("%d\n", SQUARE(a + 1));return 0;
}

这样结果就和我们想的一样了。

结论：
⽤于对数值表达式进⾏求值的宏定义都应该⽤这种⽅式加上括号，避免在使⽤宏时由于参数中的操作符或邻近操作符之间不可预料的相互作⽤。

带有副作用的宏参数

当宏参数在宏的定义中出现超过⼀次的时候，如果参数带有副作⽤，那么你在使⽤这个宏的时候就可能出现危险，导致不可预测的后果。副作⽤就是表达式求值的时候出现的永久性效果

#include<stdio.h>
#define MAX(a, b) ( (a) > (b) ? (a) : (b) )
int main()
{int x = 5;int y = 8;int z = MAX(x++, y++);printf("x=%d y=%d z=%d\n", x, y, z);
}
---
z = ( (x++) > (y++) ? (x++) : (y++));

宏替换的规则

在程序中扩展#define定义符号和宏时，需要涉及⼏个步骤：

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：

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。

宏与函数的对比

属性	#define定义宏	函 数
代码长度	每次使用宏时，宏代码都会被插入到程序中，程序长度会大幅度增长	函数代码只出现在一个地方，每次调用函数时，只调用同一个地方的程序
执行速度	更快	因为存在函数的调用和返回，额外开辟了内存，运行慢一点
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，建议宏在书写时多些括号。	函数参数只在函数调用的时候求值使用，结果值返回给函数
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，它就可以使用任何参数类型	函数的参数与类型有关，不同的参数，就需要不同的函数
调试	宏是不方便调试的	函数是可以逐语句调试的
递归	宏不能递归	函数可以递归

#运算符

#运算符将宏的⼀个参数转换为字符串字⾯量，它仅允许出现在带参数的宏的替换列表中

#include<stdio.h>
#define PRINT(n) printf("the value of "#n " is %d\n", n)
int main()
{int a = 5;PRINT(a);printf("the value of ""a" " is %d", a);//当我们把a替换到宏的体内时，就出现了#a，⽽#a就是转换为"a"
}

命名约定

那我们平时的⼀个习惯是：
把宏名全部⼤写
函数名不要全部⼤写

（这对我们规范代码有很大帮助）~~

#under

这条指令用于移除一个宏定义

#undef NAME
//如果现存的⼀个名字需要被重新定义，那么它的旧名字⾸先要被移除。

我觉得我们初学者目前用到很少。

条件编译

在编译⼀个程序的时候我们如果要将⼀条语句（⼀组语句）编译或者放弃是很⽅便的。因为我们有条件编译指令

代码示例：

#include <stdio.h>
#define __DEBUG__
int main()
{int i = 0;int arr[10] = { 0 };for (i = 0; i < 10; i++){arr[i] = i;#ifdef  __DEBUG__printf("%d\n", arr[i]); //为了观察数组是否赋值成功。#endif //__DEBUG__}return 0;
}

这里展示一些常见的条件编译指令：

#define __DEBUG__ 1
#if __DEBUG__
//..
#endif
//常量表达式由预处理器求值。//多个分⽀的条件编译
#if 常量表达式
//...
#elif 常量表达式
//...
#else
//...
#endif判断是否被定义
#if defined(symbol)
#ifdef symbol#if !defined(symbol)
#ifndef symbol

头文件包含

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。如果找不到就提⽰编译错误

#include "stdio.h" 

库函数包含

直接去标准路径下去查找,如果找不到就提⽰编译错误
那有人可能会认为都可以使用“ ”的形式包含，可以一定是可以的，但是这样做查找的效率就低些，当然这样也不容易区分是库⽂件还是本地⽂件了

#include<stdio.h>

嵌套文件包含

#include 指令可以使另外⼀个⽂件被编译。
就像它实际出现于 #include 指令的地⽅⼀样

预处理器先删除这条指令，并⽤包含⽂件的内容替换。
⼀个头⽂件被包含10次，那就实际被编译10次，如果重复包含，对编译的压⼒就⽐较⼤。
如何解决头⽂件被重复引⼊的问题？
答案：条件编译。
每个头⽂件的开头写：

#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//头⽂件的内容
#endif //__TEST_H__或者
#pragma once 

就可以避免头文件的重复引用。

完结

本次博客到此结束
祝开心每一天~~~
最后觉得博客有帮助，可以点点关注，支持一下，期待下次博客~~~