C语言预处理详解

目录
  • 一,预定义符号
  • 二,#define
    • 1,#define 定义标识符
    • 2,#define 定义宏
    • 3,#define 替换规则
  • 三,##的作用
    • 1,概念
    • 2,带副作用的宏参数
    • 3,宏和函数对比
  • 四,命名约定
    • 1,#undef
    • 2,文件包含
  • 总结

一,预定义符号

__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
 int main()
{
	printf("%s\n", __FILE__);
	printf("%d\n", __LINE__);
	printf("%s\n", __DATE__);
	printf("%s\n", __TIME__);
	//printf("%d\n", __STDC__);//因为VS不支持ANSI C,其实__STDC__未定义
	//gcc 是支持的
	//gcc对C语言语法的支持非常好
 	return 0;
}

这些预定义符号都是语言内置的,例题如下

 int main()
 {
	 printf("file:%s line:%d\n", __FILE__, __LINE__);
	 return 0;
 }

二,#define

1,#define 定义标识符

#define name stuff
#define MAX 100
#define reg register    //为 register这个关键字,创建一个简短的名字
#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定义标识符的时候,要不要在最后加上 ; ?

#define MAX 1000;
int main()
{
	int x = 1;
	int max;
	if (x==1)
	{
		max = MAX;//这里替换为 MAX 1000;;语法错误
	}
	else
	{
		max = 0;
	}
	printf("%d", max);
	return 0;
}

2,#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 macro)。

下面是宏的申明方式:

#define name( parament-list ) stuff 其中的 parament-list 是一个由逗号隔开的符号表,它们可能出现在 stuff中。

注意: 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。

#define SQUARE( x ) x * x

这个宏接收一个参数 x=5.

SQUARE( 5 );

程序会如何表达,如下

5 * 5
int a = 5;
printf("%d\n" ,SQUARE( a + 1) );

观察上面的代码,你会认为结果是多少?

替换文本时,参数x被替换成a + 1,所以这条语句实际上变成了: printf ("%d\n",a + 1 * a + 1 );

在宏定义上加上两个括号,这个问题便轻松的解决了:

#define SQUARE(x) (x) * (x)

这样预处理之后就产生了预期的效果:

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;
}

这里还有一个宏定义:

#define DOUBLE(x) (x) + (x)

定义中我们使用了括号,想避免之前的问题,但是这个宏可能会出现新的错误。

int a = 5;
printf("%d\n" ,10 * DOUBLE(a)); 

好像打印100,但事实上打印的是55. 我们发现替换之后:

printf ("%d\n",10 * (5) + (5));

这个问题,的解决办法是在宏定义表达式两边加上一对括号就可以了。

#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。

3,#define 替换规则

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。

替换文本随后被插入到程序中原来文本的位置。对于宏,参数名被他们的值替换。

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:

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

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。

#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连接字符串

#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

##可以把位于它两边的符号合成一个符号。 它允许宏定义从分离的文本片段创建标识符。

#define ADD_TO_SUM(num, value)
sum##num += value;
 ADD_TO_SUM(5, 10);//作用是:给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,带副作用的宏参数

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。 例如:

x+1;//不带副作用
x++;//带有副作用

MAX宏可以证明具有副作用的参数所引起的问题。

int main()
{
	int a = 10;
	int b = a + 1;//b得到的是11,a不变
	int b = ++a;//b得到的是11,但是a变了,这个表达式是有副作用的
	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++));
	//函数的参数是计算后再传进去的
	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;
}

//宏的实现 - 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;
	//宏的参数是不计算直接替换进去的
	//替换进去进去后参与运算
 	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,宏和函数对比

宏通常被应用于执行简单的运算。比如在两个数中找出较大的一个。

#define MAX(a, b) ((a)>(b)?(a):(b)) 

用于调用函数和从函数返回的代码可能比实际执行这个小型计算工作所需要的时间更多。所以宏比函数在程序的规模和速度方面更胜一筹。

更为重要的是函数的参数必须声明为特定的类型。所以函数只能在类型合适的表达式上使用。反之这个宏怎可 以适用于整形、长整型、浮点型等可以用于>来比较的类型。宏是类型无关的。

宏的劣势

每次使用宏的时候,一份宏定义的代码将插入到程序中。除非宏比较短,否则可能大幅度增加程序的长度。

宏是没法调试的。

宏由于类型无关,也就不够严谨。

宏可能会带来运算符优先级的问题,导致程容易出现错。

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 存在函数的调用和返回的额外开销, 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 的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不同的
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

四,命名约定

一般来讲函数的宏的使用语法很相似。所以语言本身没法帮我们区分二者。 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

1,#undef

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。

命令行定义

许多C 的编译器提供了一种能力,允许在命令行中定义符号。用于启动编译过程。 例如:当我们根据同一个源文件要 编译出不同的一个程序的不同版本的时候,这个特性有点用处。(假定某个程序中声明了一个某个长度的数组,如果 机器内存有限,我们需要一个很小的数组,但是另外一个机器内存大写,我们需要一个数组能够大写。)

#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

我们已经知道, #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。 这种替换的方式很简单: 预处理器先删除这条指令,并用包含文件的内容替换。 这样一个源文件被包含10次,那就 实际被编译10次。

头文件被包含的方式:

#include "filename" 

VS环境的标准头文件的路径:

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 9.0\VC\include

库文件包含

#include <filename.h>

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注我们的更多内容!

时间: 2021-10-11

你必须知道的C语言预处理的问题详解

C语言预处理器执行宏替换.条件编译和文件包含.通常采用以"#"为行首的提示.下面是C语言预处理的应用场合: 1.三字母词(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.为了让程序可以在缩减集(reduced set)中呈现出来,下面的三字母词会被替换成相应的单字符. 三字母词 单字符 ??= # ??/ \ ??' ^ ??( [ ??) ] ??! | ??<

详解C语言编程中预处理器的用法

预处理最大的标志便是大写,虽然这不是标准,但请你在使用的时候大写,为了自己,也为了后人. 预处理器在一般看来,用得最多的还是宏,这里总结一下预处理器的用法. #include <stdio.h> #define MACRO_OF_MINE #ifdef MACRO_OF_MINE #else #endif 上述五个预处理是最常看见的,第一个代表着包含一个头文件,可以理解为没有它很多功能都无法使用,例如C语言并没有把输入输入纳入标准当中,而是使用库函数来提供,所以只有包含了stdio.h这个头文

详解C语言#define预处理宏定义

目录 #define介绍: #define宏定义无参的一般形式为:#define  标识符 常量 #define宏定义有参的一般形式为:#define  标识符(参数表) 表达式 #运算符: ##运算符: 可变宏...和__VA_ARGS__: 开发项目中常用的宏定义: #define介绍: C语言里可以用#define定义一个标识符来表示一个常量.特点是:定义的标识符不占内存,只是一个临时的符号,预编译后这个符号就不存在了,也不做类型定义.预编译又叫预处理.预编译就是编译前的处理.这个操作是在

C语言#define拼接宏定义实现方式

使用场合:拼接两个宏,一个是传入的宏.但是传入的宏不会被替换,反而原封不动的接了上去,这就尴尬了.经过各种尝试,居然成了,特此记录分享一下,方便大家学习. char A_param=0; char B_pramm=0; //添加宏定义 #define OBJECT A #define DEFINE_(X) X##_param //一次定义 #define DEFINE(X) DEFINE_(X) //再次定义 #define PARAM DEFINE(OBJECT) void fun() { /

详解C 语言项目中.h文件和.c文件的关系

详解C 语言项目中.h文件和.c文件的关系 在编译器只认识.c(.cpp))文件,而不知道.h是何物的年代,那时的人们写了很多的.c(.cpp)文件,渐渐地,人们发现在很多.c(.cpp)文件中的声明语句就是相同的,但他们却不得不一个字一个字地重复地将这些内容敲入每个.c(.cpp)文件.但更为恐怖的是,当其中一个声明有变更时,就需要检查所有的.c(.cpp)文件. 于是人们将重复的部分提取出来,放在一个新文件里,然后在需要的.c(.cpp)文件中敲入#include XXXX这样的语句.这样即

详解C语言gets()函数与它的替代者fgets()函数

在c语言中读取字符串有多种方法,比如scanf() 配合%s使用,但是这种方法只能获取一个单词,即遇到空格等空字符就会返回.如果要读取一行字符串,比如: I love BIT 这种情况,scanf()就无能为力了.这时我们最先想到的是用gets()读取. gets()函数从标准输入(键盘)读入一行数据,所谓读取一行,就是遇到换行符就返回.gets()函数并不读取换行符'\n',它会吧换行符替换成空字符'\0',作为c语言字符串结束的标志. gets()函数经常和puts()函数配对使用,puts

详解易语言的程序的输入方法概念

为了便于输入程序,易语言内置四种名称输入法:首拼.全拼.双拼.英文.三种拼音输入法均支持南方音及多音字.首拼输入法及全拼输入法在系统中被合并为"首拼及全拼输入法",系统自动判别所输入的拼音是首拼方式还是全拼方式.双拼输入法的编码规则与 Windows 系统所提供的双拼输入法一致.例如:欲输入"取整 (1.23)"语句,各种输入法的输入文本为: ・ 首拼及全拼输入法: qz(1.23) 或者 quzheng(1.23) ・ 双拼输入法: quvg(1.23) ・ 英文

详解C语言-二级指针三种内存模型

二级指针相对于一级指针,显得更难,难在于指针和数组的混合,定义不同类型的二级指针,在使用的时候有着很大的区别 第一种内存模型char *arr[] 若有如下定义 char *arr[] = {"abc", "def", "ghi"}; 这种模型为二级指针的第一种内存模型,在理解的时候应该这样理解:定义了一个指针数组(char * []),数组的每个元素都是一个地址. 在使用的时候,若要使用中间量操作元素,那么此时中间量应该定义为 char *tm

详解C语言进程同步机制

本文是对进程同步机制的一个大总结(9000+字吐血总结),涵盖面非常的全,包括了进程同步的一些概念.软件同步机制.硬件同步机制.信号量机制和管程机制,对每种机制结合代码做了详细的介绍,并且对琐碎的知识点和概念解释的非常清晰. ​ 在前面的博客中讲述了进程的状态及其状态的转换,每种状态的含义和转换的原因.同样我们也知道,在OS引入了进程后,可以使系统中的多道程序可以并发的执行,进程的并发执行一方面极大的提高了系统的资源利用率和吞吐量,但是另一方面却使系统变得更加复杂,如果不能采取有效的措施,对多个

详解Go语言中关于包导入必学的 8 个知识点

1. 单行导入与多行导入 在 Go 语言中,一个包可包含多个 .go 文件(这些文件必须得在同一级文件夹中),只要这些 .go 文件的头部都使用 package 关键字声明了同一个包. 导入包主要可分为两种方式: 单行导入 import "fmt" import "sync" 多行导入 import( "fmt" "sync" ) 如你所见,Go 语言中 导入的包,必须得用双引号包含,在这里吐槽一下. 2. 使用别名 在一些场

详解C语言函数返回值解析

详解C语言函数返回值解析 程序一: int main() { int *p; int i; int*fun(void); p=fun(); for(i=0;i<3;i++) { printf("%d\n",*p); p++; } return 0; }; int* fun(void) { static int str[]={1,2,3,4,5}; int*q=str; return q; } //不能正确返回 虽然str是在动态变量区,而该动态变量是局部的,函数结束时不保留的.

详解C语言 三大循环 四大跳转 和判断语句

三大循环for while 和 do{ }while; 四大跳转 : 无条件跳转语句 go to; 跳出循环语句 break; 继续跳出循环语句 continue; 返回值语句 return 判断语句 if,if else,if else if else if...else ifelse 组合 if(0 == x) if(0 == y) error(): else{ //program code } else到底与那个if配对 C语言有这样的规定: else 始终与同一括号内最近的未匹配的if语

详解C语言用malloc函数申请二维动态数组的实例

详解C语言用malloc函数申请二维动态数组的实例 C语言在程序运行中动态的申请及释放内存十分方便,一维数组的申请及释放比较简单. Sample one #include <stdio.h> int main() { char * p=(char *)malloc(sizeof(char)*5);//申请包含5个字符型的数组 free(p); return 0; } 是否申请二维动态内存也如此简单呢?答案是否定的.申请二维数组有一下几种方法 Sample two /* 申请一个5行3列的字符型