C语言预处理详解-优快云博客

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1. 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。

2. #define定义常量

基本语法：

#define MAX 1000
#define reg register //为 register这个关键字，创建⼀个简短的名字
#define do_forever for(;;) //⽤更形象的符号来替换⼀种实现
#define CASE break;case //在写case语句的时候⾃动把 break写上。
// 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__ )

#define定义的常量在预处理的时候，将标识符替换为定义的常量。

3. #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）或者定义宏（define macro）。

下面是宏的声明方式：

其中parament-list是一个由逗号隔开的符号表，他们可能出现在stuff中。

注：参数列表的左括号必须与name紧挨着，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。

这里定义一个宏：

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

有下列这段代码使用这个宏：

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

替换之后是下列这样的代码：

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

乘法运算先于宏定义的加法，所以出现了55.

注：所有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。

4. 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的效果。例如：

#define MAX(X,Y) ((X)>(Y)?(X):(Y))

int main()
{
    int a = 3;
    int b = 5;
    int m = MAX(a++, b++);
    //int m = ((a++) > (b++)?(a++):(b++));
    printf("m = %d\n", m);
    printf("a = %d\n", a);
    printf("b = %d\n", b);

    return 0;
}

上述的a++执行了一次，b++执行了两次所以得到下面的输出：

5. 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。

6. 宏函数的对⽐

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时，写成下⾯的宏，更有优势⼀些。

为什么不用函数来完成有一下两个原因：
1. 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。

2.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、⻓整型、浮点型等可以⽤于 > 来⽐较的类型。宏的参数是类型⽆关的。

7. #和##

7.1#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。#运算符所执⾏的操作可以理解为”字符串化“。

当我们有⼀个变量 int a = 10; 的时候，我们想打印出： the value of a is 10 .就可以写：

代码就会被预处理为:

7.2##运算符

## 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。 ## 被称为记号粘合。这样的连接必须产⽣⼀个合法的标识符。否则其结果就是未定义的。这⾥我们想想，写⼀个函数求2个数的较⼤值的时候，不同的数据类型就得写不同的函数。⽐如：

int int_max(int x, int y)
{
    return x>y?x:y;
}
float float_max(float x, float y)
{
    return x>yx:y;
}

可以用宏定义携程下列形式：

//宏定义
#define GENERIC_MAX(type) \
type type##_max(type x, type y)\
{ \
    return (x>y?x:y); \
}

使用宏，定义不同函数:

GENERIC_MAX(int) //替换到宏体内后int##_max ⽣成了新的符号 int_max做函数名
GENERIC_MAX(float) //替换到宏体内后float##_max ⽣成了新的符号 float_max做函数名
int main()
{
    //调⽤函数
    int m = int_max(2, 3);
    printf("%d\n", m);
    float fm = float_max(3.5f, 4.5f);
    printf("%f\n", fm);
    return 0;
}

8. 命名约定

一般来讲函数和宏的使用语法很相似。所以语言本身没法帮我们区分两者。平时的一个习惯是：把宏名全部大写，函数名不要全部大写。

9. #undef

这条指令⽤于移除⼀个宏定义。

10. 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⻓度的数组，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些，我们需要⼀个数组能够⼤些。）

#include <stdio.h>
int main()
{
    int array [ARRAY_SIZE];
    int i = 0;
    for(i = 0; i< ARRAY_SIZE; i ++)
    {
        array[i] = i;
    }
    for(i = 0; i< ARRAY_SIZE; i ++)
    {
        printf("%d " ,array[i]);
    }
    printf("\n" );
    return 0;
}

编译指令：

11. 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。比如说：调试性的代码，删除可惜，保留⼜碍事，所以我们可以选择性的编译。

#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;
}