C语言预处理指令

最新推荐文章于 2024-07-09 08:46:08 发布

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本文详细介绍了C语言的预处理指令，包括预处理指令的种类、条件并入、源文件并入、宏替换及其作用域、行控制以及其他指令。重点讲解了宏替换的实参替换、##运算符和#define的作用域。适合初学者了解C语言预处理的全面知识。

系列文章目录

C语言综述¹
C语言字符集²
C语言词法元素³
C语言表达式⁴
C语言语句⁵
C语言声明⁶
C语言预处理指令⁷
C语言头文件⁸

前言

蓝色问号代表个人理解绿色代表来源红色问号代表尚有疑问

为什么要读标准？因为全面、权威，所有答案都在标准里面！
哪些人适合浏览本系列文章？不清楚C语言程序的组成，以及每个组成部分的详细内容
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1、预处理指令

预处理指令中预处理标记之间（从引入#预处理标记之后到终止新行字符之前）出现的唯一空白字符是空格和水平制表符（包括在翻译阶段3中替换注释的空格）

在这里插入图片描述

2、条件并入

“#if 常量表达式新行可选的程序组”
“#elif 常量表达式新行可选的程序组”
“#ifdef 标识符新行可选的程序组”
“#ifndef 标识符新行任选的程序组”
“defined 标识符”、“defined (标识符)”、 “！defined 标识符”、"！defined (标识符)"也可替换前述常量表达式

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

#define a 1			//成功输出b的值
#if defined(a)
    #define b 100
#endif
int main()
{
    cout << b;
    return 0;
}

3、源文件并入

#include指示应标识一个可被实现处理的头文件或源文件

#include<头文件名序列>新行，在实现定义的位置搜索序列相同的文件
#include"文件名字符序列"新行，搜索方式是实现定义的，搜索失败按<>方式处理
#include 预处理token 新行，预处理token是和""还是<>组合是实现定义的
在分隔符内的外部源文件名：一个或多个字母，后跟句点（.）和单个字母

//test.h
int b = 100;
//test1.cpp
#include <bits/stdc++.h>
#define a "test.h"
#include a
using namespace std;
extern int b;
int main()
{
    cout << b;	//成功输出100
    return 0;
}

4、宏替换

#define 标识符替换表新行
#define 标识符左括号可选的标识符表右括号替换表新行
#undef
当且仅当两个替换列表中的预处理标记具有相同的数目、顺序、拼写和空白类符分隔（其中所有空白类符分隔被视为相同）时，两个替换列表是相同的
不用左括号的宏即类似对象的宏，可再重新定义，只要第二个定义是类似对象的定义，且替换表相同
使用左括号的宏即类似函数的宏，可再重新定义，只要第二个定义是类似函数的定义，且形参数目和拼写相同
类似函数的宏调用的实参数目应与形参数目一致，且应存在一个终止该调用的预处理单词 ‘)’，且其中的形参标识符应该使唯一声明的

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#define RAND (rand() % 10)     //宏只是文本替换

#define ADD(a, b)  (a + b)      //带参数的宏

#define N 100
#define COUT printf("%d", N)   //不能递归调用宏

int main(int argc,char *argv[]){
    srand((unsigned) time(NULL));

    for(int i = 0; i < 10; i++ )
        printf("%d\n", RAND);
    
    COUT;
    printf("\n%d", ADD(5, 6));
    return 0;
}

4
3
9
2
7
7
1
6
8
7	//随机函数正常工作
100
11

4.1、实参替换

#算符
对于类似函数的宏，替换列表中的每个#预处理标记后面都应跟随一个参数，将实参字符替换到形参的相对位置

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define b(c,a) c#a
int main()
{
    int buf = 100;					//输出
    cout << 1 << endl;				//1
    b(cout << ,buf << endl);		//	buf << endl
    cout << endl << 2 << endl;		//2
    return 0;
}

##算符
##预处理标记不得出现在任何形式宏定义的替换列表的开头或结尾，将实参含类型替换到形参

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define b(c,a) c##a
int main()
{
    int buf = 100;					//输出
    cout << 1 << endl;				//1
    cout << b(100, 200);			//111311
    cout << endl << 2 << endl;		//2
    return 0;
}

4.2、重新扫描

代替完替换表的所有形参后，对结果所得预处理token和余下的token再重新扫描，若结果所得的预处理token中发现要替换的宏名，则不替换它，而且任何嵌套的替换遇到所要替换的宏名也不替换，这也是为什么宏名不可递归

4.3、宏定义作用域

直至遇到#undef或翻译单位末尾为止

5、行控制

#line 数字序列新行，设置行号
#line 数字序列"字符串字面值" 新行，设置行号，并将源文件的假定名称更改为字符串文字的内容
#line 预处理token 新行，此形式也允许，但宏替换后需与前两种形式的一种匹配

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#line 100

int main()
{
    cout << __LINE__ << endl;		//103
    cout << __LINE__;				//104
    return 0;
}

6、其他指令

出错处理指令
#error 可选的预处理token 新行，产生一个诊断消息，该信息包含指定的token序列

编译指令
#pragma 可选的预处理token 新行，使实现按一种实现定义的方式动作，实现不能识别的编译指令将被忽略

空指令
#新行，无作用

7、预定义的宏名

_LINE_当前源行的行号(十进制常量)
_FILE_假设的源文件名(字符串字面值)
_DATE_翻译源文件的日期(格式为Mmm dd yyyy的字符串字面值，其中月份的名称与asctime函数生成的名称相同，如果值小于10，则dd的第一个字符为空格字符)如果翻译日期不可用，则应提供实施定义的有效日期
_TIME_源文件的翻译时间（格式为hh:mm:ss的字符串字面值，与asctime函数生成的时间相同）。如果翻译时间不可用，则应提供实施定义的有效时间
_STDC_十进制常数1，用以指示是一个符合标准的实现
除_LINE_和_FILE_外，预定义宏值不变
所有宏名不可再定义，且以一个下划线开始后跟大写字母或第二个下划线