合理地使用预处理功能编写的程序便于阅读、修改、移植和调试,也有利于模块化程序设计。
【编译预处理】
之前已多次使用过以“#”号开头的预处理命令。如包含命令#include,宏定义命令#define等。在源程序中这些命令都放在函数之外,而且一般都放在源文件的前面,它们称为预处理部分。
所谓预处理是指在进行编译的第一遍扫描(词法扫描和语法分析)之前所作的工作。预处理是C语言的一个重要功能,它由预处理程序负责完成。当对一个源文件进行编译时,系统将自动引用预处理程序对源程序中的预处理部分作处理,处理完毕自动进入对源程序的编译。
C语言提供了多种预处理功能,如宏定义、文件包含、条件编译等。合理地使用预处理功能编写的程序便于阅读、修改、移植和调试,也有利于模块化程序设计。本章介绍常用的几种预处理功能。
【宏定义】
在C语言源程序中允许用一个标识符来表示一个字符串,称为“宏”。被定义为“宏”的标识符称为“宏名”。在编译预处理时,对程序中所有出现的“宏名”,都用宏定义中的字符串去代换,这称为“宏代换”或“宏展开”。 宏定义是由源程序中的宏定义命令完成的。宏代换是由预处理程序自动完成的。
在C语言中,“宏”分为有参数和无参数两种。下面分别讨论这两种“宏”的定义和调用。
【简单的无参宏定义】
无参宏的宏名后不带参数。其定义的一般形式为:
#define 标识符 字符串
其中的“#”表示这是一条预处理命令。凡是以“#”开头的均为预处理命令。“define”为宏定义命令。
#define PI 3.1416 |
它的作用是指定标识符 PI 来代替 3.1416。在编写源程序时,所有的 3.1416 都可由 PI 代替;而对源程序作编译时,将先由预处理程序进行宏代换,即用 3.1416 去置换所有的宏名PI,然后再进行编译。
【危险的带参宏定义】
C语言允许宏带有参数。在宏定义中的参数称为形式参数,在宏调用中的参数称为实际参数。 对带参数的宏,在调用中,不仅要宏展开,而且要用实参去代换形参。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | #include <stdio.h> #define SQ(y) y*y int main(int argc, char *argv[]) { int i=3; printf("%d %d\n", SQ(i), SQ(i+1)); return 0; } |
运行结果为: 9 7
printf 语句在预处理后被展开为
printf("%d %d\n", i*i, i+1*i+1); |
下面的程序也许是你预期的,输出结果为:9 16
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | #include <stdio.h> #define SQ(y) (y)*(y) int main(int argc, char *argv[]) { int i=3; printf("%d %d\n", SQ(i), SQ(i+1)); return 0; } |
printf 语句在预处理后被展开为
printf("%d %d\n", (i)*(i), (i+1)*(i+1)); |
即使在参数两边加括号还是不够的,请看下面程序:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | #include <stdio.h> #define SQ(y) (y)*(y) int main(int argc, char *argv[]) { int i=3; printf("%d %d\n", 144/SQ(i), 144/SQ(i+1)); return 0; } |
printf 语句在预处理后被展开为
printf("%d %d\n", 144/(i)*(i), 144/(i+1)*(i+1)); |
SQ宏定义的终极版如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | #include <stdio.h> #define SQ(y) ((y)*(y)) int main(int argc, char *argv[]) { int i=3; printf("%d %d\n", 144/SQ(i), 144/SQ(i+1)); return 0; } |
尽管带参数的宏是如此的危险,但宏还是很有价值的。stdio.h头文件中有一个很实用的例子:getchar 与putchar 函数在实际中常常被定义为宏,这样可以避免处理字符时调用函数所需的运行时开销。ctype.h头文件中定义的函数也常常是通过宏实现的。这些宏由经验丰富的开发人员设计,你尽管放心使用。
【小练习】
2011年春 6. 以下程序运行时输出到屏幕的结果为 (6)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | #include <stdio.h> #define L 10 #define C L+L void main() { int Area; Area=C*L; printf("%d\n",Area); } |
关键步骤
1 | Area=L+L*L; |
2010年春 6 以下程序运行时输出到屏幕的结果为 (6)
1 2 3 4 5 6 7 8 | #include <stdio.h> #define MAX(A,B) A>B?2*A:2*B void main() { int a=1,b=2,c=3,d=4,t; t=MAX(a+b,c+d); printf("%d\n",t); } |
关键步骤
1 | t= a+b>c+d?2*a+b:2*c+d |