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:
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
#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
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:
#include <stdio.h>
main()
{
printf("File :%s\n", __FILE__ );
printf("Date :%s\n", __DATE__ );
printf("Time :%s\n", __TIME__ );
printf("Line :%d\n", __LINE__ );
printf("ANSI :%d\n", __STDC__ );
}
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:
File :test.c
Date :Jun 2 2012
Time :03:36:24
Line :8
ANSI :1
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:
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")
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:
#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:
Carole and Debra: We love you!
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:
#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:
token34 = 40
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(##)。
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:
#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:
Here is the message: You wish!
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:
#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:
Max between 20 and 10 is 20
使用#define含参时,参数括号很重要,如上例中省略括号会导致运算错误:
#include <stdio.h>
#define square(x) ((x) * (x))
#define square_1(x) (x * x)
int main(void)
{
printf("square 5+4 is %d\n", square(5+4));
printf("square_1 5+4 is %d\n", square_1(5+4));
return 0;
}
输出结果为:
square 5+4 is 81
square_1 5+4 is 29
原因:
square 等价于 (5+4)*(5+4)=81
square_1 等价于 5+4*5+4=29
用#define宏定义将a,b交换,不使用中间变量,两种方法实现swap(x,y);
#include <stdio.h>
#define MAX(x,y) ((x>y)?(x):(y))
#define SWAP1(x,y) {x=x+y;y=x-y;x=x-y;}
#define SWAP2(x,y) {x=x^y;y=x^y;x=x^y;}
int main()
{
int a,b;
scanf("%d %d",&a,&b);
printf("Max number is:%d\n",MAX(a,b));
printf("交换前:x=%d,y=%d\n",a,b);
SWAP1(a,b);
printf("交换后:x=%d,y=%d\n",a,b);
SWAP2(a,b);
printf("再次交换后:x=%d,y=%d\n",a,b);
return 0;
}
输出结果为:
2 4
Max number is:4
交换前:x=2,y=4
交换后:x=4,y=2
再次交换后:x=2,y=4
标签:__,square,int,编程,C语言,运算符,处理器,printf,define
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