第41讲 C语言之《预处理器》

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一、C语言预处理器

C 预处理器不是编译器的组成部分，但是它是编译过程中一个单独的步骤。简言之，C 预处理器只不过是一个文本替换工具而已，它们会指示编译器在实际编译之前完成所需的预处理。我们将把 C 预处理器（C Preprocessor）简写为 CPP。
所有的预处理器命令都是以井号（#）开头。它必须是第一个非空字符，为了增强可读性，预处理器指令应从第一列开始。下面列出了所有重要的预处理器指令：


二、预处理器实例

分析下面的实例来理解不同的指令。
#define MAX_ARRAY_LENGTH 20这个指令告诉 CPP 把所有的 MAX_ARRAY_LENGTH 定义为 20。使用 #define 定义常量来增强可读性。
#include <stdio.h>
#include "myheader.h"这些指令告诉 CPP 从系统库中获取 stdio.h，并添加文本到当前的源文件中。下一行告诉 CPP 从本地目录中获取 myheader.h，并添加内容到当前的源文件中。
#undef  FILE_SIZE
#define FILE_SIZE 42这个指令告诉 CPP 取消已定义的 FILE_SIZE，并定义它为 42。
#ifndef MESSAGE
   #define MESSAGE "You wish!"
#endif这个指令告诉 CPP 只有当 MESSAGE 未定义时，才定义 MESSAGE。
#ifdef DEBUG
   /* Your debugging statements here */
#endif这个指令告诉 CPP 如果定义了 DEBUG，则执行处理语句。在编译时，如果您向 gcc 编译器传递了 -DDEBUG 开关量，这个指令就非常有用。它定义了 DEBUG，您可以在编译期间随时开启或关闭调试。
三、预定义宏

ANSI C 定义了许多宏。在编程中您可以使用这些宏，但是不能直接修改这些预定义的宏。


让我们来尝试下面的实例：
【实例分析】
#include <stdio.h>

int main()
{
        printf("File :%s\n", __FILE__);
        printf("Date :%s\n", __DATE__);
        printf("Time :%s\n", __TIME__);
        printf("Line :%d\n", __LINE__);

        return 0;
}
当上面的代码（在文件test.c中）被编译和执行时，它会产生下列结果：


四、预处理器运算符

C 预处理器提供了下列的运算符来帮助您创建宏：
1、宏延续运算符（\）

一个宏通常写在一个单行上。但是如果宏太长，一个单行容纳不下，则使用宏延续运算符（\）。例如：
#define  message_for(a, b)  \
    printf(#a " and " #b ": We love you!\n")
2、字符串常量化运算符（#）

在宏定义中，当需要把一个宏的参数转换为字符串常量时，则使用字符串常量化运算符（#）。在宏中使用的该运算符有一个特定的参数或参数列表。例如：
【实例分析】
#include <stdio.h>

#define  message_for(a, b)  \
    printf(#a " and " #b ": We love you!\n")

int main(void)
{
    message_for(Carole, Debra);
    return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：


3、标记粘贴运算符（##）

宏定义内的标记粘贴运算符（##）会合并两个参数。它允许在宏定义中两个独立的标记被合并为一个标记。例如：
【实例分析】
#include <stdio.h>

#define tokenpaster(n) printf ("token" #n " = %d", token##n)

int main(void)
{
        int token34 = 40;

        tokenpaster(34);
        return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：


这是怎么发生的，因为这个实例会从编译器产生下列的实际输出：
printf ("token34 = %d", token34);这个实例演示了 token##n 会连接到 token34 中，在这里，我们使用了字符串常量化运算符（#）和标记粘贴运算符（##）。
4、defined() 运算符

预处理器 defined 运算符是用在常量表达式中的，用来确定一个标识符是否已经使用 #define 定义过。如果指定的标识符已定义，则值为真（非零）。如果指定的标识符未定义，则值为假（零）。下面的实例演示了 defined() 运算符的用法：
【实例分析】
#include <stdio.h>

#if !defined (MESSAGE)
#define MESSAGE "You wish!"
#endif

int main(void)
{
        printf("Here is the message: %s\n", MESSAGE);

        return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：


五、参数化的宏

CPP 一个强大的功能是可以使用参数化的宏来模拟函数。例如，下面的代码是计算一个数的平方：
int square(int x) {
   return x * x;
}我们可以使用宏重写上面的代码，如下：
#define square(x) ((x) * (x))在使用带有参数的宏之前，必须使用 #define 指令定义。参数列表是括在圆括号内，且必须紧跟在宏名称的后边。宏名称和左圆括号之间不允许有空格。例如：
【实例分析】
#include <stdio.h>

#define MAX(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y))

int main(void)
{
        printf("Max between 20 and 10 is %d\n", MAX(10, 20));
        return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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