第10章 預(yù)處理命令

第10章預(yù)處理命令制作人：王敬華第10章：預(yù)處理命令

學(xué)習(xí)的意義

語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令CC語言的一個(gè)重要特征是它的預(yù)處理功能。我們知道，一個(gè)高級(jí)語言源程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，必須先用編譯程序?qū)⑵浞g為機(jī)器語言。編譯包括詞法分析、語法分析、代碼生成、代碼優(yōu)化等步驟，有時(shí)在編譯之前還要做某些預(yù)處理工作，如去掉注釋，變換格式等。C語言允許在源程序中包含預(yù)處理命令，在正式編譯之前（詞法分析之前）系統(tǒng)先對(duì)這些命令進(jìn)行“預(yù)處理”，然后整個(gè)源程序再進(jìn)行通常的編譯處理。從語法上講，這些預(yù)處理命令不是C語言的一部分，但使用它們卻擴(kuò)展了C語言程序設(shè)計(jì)的環(huán)境，可以簡化程序開發(fā)過程，提高程序的可讀性，也更有利于移植和調(diào)試C語言程序。本章主要介紹宏定義、文件包括和條件編譯等預(yù)處理命令。學(xué)習(xí)的意義

源程序生成執(zhí)行文件的過程：C語言源程序.c或.cpp編譯目標(biāo)程序.obj鏈接執(zhí)行程序.exe#include<stdio.h>#definePI3.14159voidmain(){floatr=4;printf(“s=%f\n”,PI*r*r);}預(yù)處理命令預(yù)處理本章討論之重點(diǎn)！語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C學(xué)習(xí)目標(biāo)

學(xué)習(xí)內(nèi)容

預(yù)處理命令簡介宏定義不帶參數(shù)的宏定義帶參數(shù)的宏定義文件包括條件編譯本章小結(jié)掌握#include、#define、#if、#ifdef、#else、#ifndef和

#endif等命令的用法；掌握宏定義和宏替換的一般方法；掌握包含文件的處理方法；了解條件編譯的作用和實(shí)現(xiàn)方法。語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C10.1預(yù)處理命令簡介

預(yù)處理命令：C源程序中以#開頭、以換行符結(jié)尾的行

種類：宏定義#define、#undef

文件包含#include

條件編譯#if、#ifdef、#else、#elif、#endif等其他

#line、#error、#program等本章主要討論的內(nèi)容！格式：“#”開頭占單獨(dú)書寫行語句尾不加分號(hào)語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C10.2宏定義

宏定義分為兩種：不帶參數(shù)的宏定義和帶參數(shù)的宏定義。

1、不帶參數(shù)的宏定義一般形式

#define標(biāo)識(shí)符單詞串指令名稱宏名，被定義代表后面的單詞串

宏體，是宏的內(nèi)容文本

可缺省，表示宏名定義過或取消宏體功能

用指定標(biāo)識(shí)符(宏名)代替字符序列(宏體)如#defineYES1#defineNO0#definePI3.1415926#defineOUTprintf(“Hello,World”);#defineSIZE10#defineINT_STR

"%d"voidmain()

{inta[SIZE],i;for(i=0;i<SIZE;i++)scanf(INT_STR,&a[i]);for(i=SIZE-1;i>=0;i--)printf(INT_STR,a[i]);}宏定義voidmain()

{inta[10],i;for(i=0;i<10;i++)scanf("%d",&a[i]);for(i=10-1;i>=0;i--)printf("%d",a[i]);}預(yù)編譯處理后

注意：宏替換時(shí)僅僅是將源程序中與宏名相同的標(biāo)識(shí)符替換成宏的內(nèi)容文本，并不對(duì)宏的內(nèi)容文本做任何處理。語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C宏定義注意事項(xiàng)

C程序員通常用大寫字母來定義宏名，以便與變量名區(qū)別。

如：#definePI3.14159宏定義的位置任意，但一般放在函數(shù)外面。

宏定義時(shí)，如果單詞串太長，需要寫多行，可以在行尾使用反斜線“\”續(xù)行符例如：#defineLONG_STRING"thisisaverylongstringthatis\usedasanexample"宏名的作用域是從#define定義之后直到該宏定義所在文件結(jié)束

#undef可終止宏名作用域#undef標(biāo)識(shí)符#defineYES1voidmain(){……..}#undefYES#defineYES0voidmax(){……..}YES原作用域YES新作用域

宏定義可以嵌套定義，但不能遞歸定義

#defineR2.0#definePI3.14159#defineL2*PI*R(√)#defineSPI*R*R(√)#defineMM+10(×)程序中字符串常量即雙引號(hào)中的字符，不作為宏進(jìn)行宏替換操作

#defineXYZthisisatestprintf("XYZ");輸出：XYZ，而不是：thisisatest。語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C宏定義注意事項(xiàng)

宏定義一般以換行結(jié)束，不要用分號(hào)結(jié)束，以免引起不必要的錯(cuò)誤#definePI3.14;

a=PI*2*2;

預(yù)編譯處理后a=3.14;*2*2;

錯(cuò)誤！宏可以被重復(fù)定義。

#defineN10

//第一次宏定義intf(){N的內(nèi)容是10return(N*N);}#defineN20

//第二次宏定義voidmain(){N的內(nèi)容是20printf("%d\n",N+f());}在定義宏時(shí)，如果宏是一個(gè)表達(dá)式，那么一定要將這個(gè)表達(dá)式用（）括起來，否則可能會(huì)引起非預(yù)期的結(jié)果。

#defineNUM110#defineNUM220#defineNUMNUM1+NUM2voidmain()

{inta=2,b=3;a*=NUM;b=b*NUM;printf("a=%d,b=%d\n",a,b);}voidmain()

{inta=2,b=3;a*=10+20;b=b*10+20;printf("a=%d,b=%d\n",a,b);}預(yù)編譯處理后輸出結(jié)果：a=60,b=50

()()()輸出結(jié)果：a=60,b=90

語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C2、帶參數(shù)的宏定義一般形式

#define標(biāo)識(shí)符(參數(shù)列表)單詞串參數(shù)表由一個(gè)或多個(gè)參數(shù)構(gòu)成，參數(shù)只有參數(shù)名，沒有數(shù)據(jù)類型符，參數(shù)之間用逗號(hào)隔開，參數(shù)名必須是合法的標(biāo)識(shí)符通常會(huì)引用宏的參數(shù)

例：#defineS(a,b)a*b………..area=S(3,2);宏展開：area=3*2;宏展開：形參用實(shí)參換，其它字符保留宏體及各形參外一般應(yīng)加括號(hào)（）不能加空格例#defineS(r)PI*r*r相當(dāng)于定義了不帶參宏S，代表字符串“(r)PI*r*r”

例#definePOWER(x)x*xx=4;y=6;z=POWER(x+y);宏展開：z=x+y*x+y;一般寫成：#definePOWER(x)((x)*(x))宏展開：z=((x+y)*(x+y));語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C#defineMAX(x,y)(x)>(y)?(x):(y)…….voidmain(){inta,b,c,d,t;…….t=MAX(a+b,c+d);……}宏展開：t=(a+b)>(c+d)?(a+b):(c+d);intmax(intx,inty){return(x>y?x:y);}voidmain(){inta,b,c,d,t;…….t=max(a+b,c+d);………}【例】用宏定義和函數(shù)實(shí)現(xiàn)同樣的功能語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C帶參的宏與函數(shù)區(qū)別帶參宏函數(shù)處理時(shí)間編譯時(shí)程序運(yùn)行時(shí)參數(shù)類型無類型問題定義實(shí)參、形參類型處理過程不分配內(nèi)存，簡單的字符置換分配內(nèi)存，先求實(shí)參值，再代入形參程序長度變長不變運(yùn)行速度不占運(yùn)行時(shí)間調(diào)用和返回占時(shí)間語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C10.3文件包含處理過程功能一個(gè)源文件可將另一個(gè)源文件的內(nèi)容全部包含進(jìn)來一般形式#define<包含文件名>或#define“包含文件名”預(yù)編譯時(shí),用被包含文件的內(nèi)容取代該預(yù)處理命令，再對(duì)“包含”后的文件作一個(gè)源文件編譯<>:直接到系統(tǒng)指定的“文件包含目錄”去查找被包含的文件“”:系統(tǒng)首先到當(dāng)前目錄下查找被包含文件，如果沒找到，再到系統(tǒng)指定的“文件包含目錄”去查找。

預(yù)編譯處理后A源文件prg1.cpp#include"prg1.cpp"

B源文件prg2.cppBA新源文件prg2.cpp語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C文件包含舉例:#include"head.h"

#include"func.cpp"

voidmain(){inta,b,c;a=getnum();b=getnum();c=max(max(a,b),NUM);printf("MAX=%d\n",c);}（stdio.h文件中的內(nèi)容）

#defineNUM10intmax(intx,inty){return(x>y?x:y);}intgetnum(){inta;scanf("%d",&a)return(a);}voidmain(){inta,b,c;a=getnum();b=getnum();c=max(max(a,b),NUM);printf("MAX=%d\n",c);}#include<stdio.h>#defineNUM10intmax(intx,inty){return(x>y?x:y);}intgetnum(){inta;scanf("%d",&a)return(a);}預(yù)編譯處理后語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C文件包含的優(yōu)點(diǎn):

一個(gè)大程序，通常分為多個(gè)模塊，并由多個(gè)程序員分別編程。有了文件包含處理功能，就可以將多個(gè)模塊共用的數(shù)據(jù)（如符號(hào)常量和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）或函數(shù)，集中到一個(gè)單獨(dú)的文件中（如上例中的文件head.h和func.cpp）。這樣，凡是要使用其中數(shù)據(jù)或調(diào)用其中函數(shù)的程序員，只要使用文件包含處理功能，將所需文件包含進(jìn)來即可，不必再重復(fù)定義它們，從而減少重復(fù)勞動(dòng)。文件包含的幾點(diǎn)說明

常用在文件頭部的被包含文件，稱為“標(biāo)題文件”或“頭部文件”，常以.h（head）作為后綴，簡稱頭文件。在頭文件中，除可包含宏定義外，還可包含外部變量定義、結(jié)構(gòu)類型定義等。

一條包含命令，只能指定一個(gè)被包含文件。如果要包含n個(gè)文件，則要用n條包含命令。

文件包含可以嵌套，即被包含文件中又包含另一個(gè)文件。語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C10.4條件編譯根據(jù)一定的條件去編譯源文件的不同部分，這就是條件編譯。1、#if～#endif形式格式：#if條件1程序段1#elif條件2程序段2……#else程序段n#endif常量表達(dá)式。通常會(huì)用到宏名，條件可以不加括號(hào)“（）”

#elif和#else可以沒有

#endif必須存在，它是#if命令的結(jié)尾

如果條件1為真就編譯程序段1，否則如果條件2為真就編譯程序段2，…，如果各條件都不為真就編譯程序段n。作用：

#if和#elif常常與defined命令配合使用，defined命令的格式為:

defined（宏名）或defined宏名功能：判斷某個(gè)宏是否已經(jīng)定義，如果已經(jīng)定義，defined命令返回1，否則返回0。Defined命令只能與#if或#elif配合使用，不能單獨(dú)使用。例如：#ifdefined（USA）的含義是“如果定義了宏USA”。

語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C例：下面的程序利用ACTIVE_COUNTRY定義貨幣的名稱

#defineUSA0#defineENGLAND1#defineFRANCE2#defineACTIVE_COUNTRYUSA

#ifACTIVE_COUNTRY==USA

char*currency=“dollar”;

//有效

#elifACTIVE_COUNTRY==ENGLANDchar*currency="pound"

;#elsechar*currency="france"

;#endifvoidmain(){floatprice1,price2,sumprice;scanf("%f%f",&price1,&price2);sumprice=price1+price2;printf("sum=%.2f%s",sumprice,currency);}char*currency=“dollar”;

voidmain(){floatprice1,price2,sumprice;scanf("%f%f",&price1,&price2);sumprice=price1+price2;printf("sum=%.2f%s",sumprice,currency);}預(yù)編譯處理后語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C2、#ifdef～#endif形式格式：#ifdef宏名程序段1#else程序段2#endif等價(jià)于“#ifdefined（宏名）”

在#ifdef和#else之間可以加多個(gè)#elif命令如果宏名已被#define行定義，則編譯程序段1，否則編譯程序段2

作用：#defineINTEGER#ifdefINTEGER

intadd(intx,inty)//有效

{return(x+y);}#elsefloatadd(floatx,floaty){return(x+y);}#endifvoidmain(){#ifdefINTEGER

inta,b,c;//有效

scanf("%d%d",a,b);printf("a+b=%d\n"，add(a,b));#elsefloata,b,c;scanf("%f%f",a,b);printf("a+b=%f\n"，add(a,b));#endif}intadd(intx,inty)//有效

{return(x+y);}voidmain(){inta,b,c;//有效

scanf("%d%d",a,b);printf("a+b=%d\n"，add(a,b));}預(yù)編譯處理后語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C3、#ifndef～#endif形式格式：#ifndef宏名程序段1#else程序段2#endif如果宏名沒被#define行定義，則編譯程序段1，否則編譯程序段2

作用：條件編譯與分支語句二者之間的差別：條件編譯是在預(yù)編譯時(shí)處理；而條件語句則是在程序運(yùn)行時(shí)處理。條件編譯中的條件不可以包含變量名，只能是常量表達(dá)式（通常包含宏名），可以不加括號(hào)；而條件語句中的條件是條件表達(dá)式，可以包含變量或函數(shù)等，并且必須加括號(hào)。例如：#defineN10intNUM=10;#ifNUM==10…#endif

錯(cuò)誤，NUM是變量?？筛臑椋?/p>

#ifN==10

語言程序設(shè)計(jì)教程第二版第十章預(yù)處理命令C條件編譯與分支語句二者之間的差別：條件編譯是將滿足編譯條件的程序代碼進(jìn)行編譯生成目標(biāo)代碼，不滿足編譯條件的程序代碼將不進(jìn)行編譯；而分支語句則是不管滿足條件的代碼，還是不滿足條件的代碼，都要編譯生成目標(biāo)代碼（包括分支語句本身），所以如果用條件語句來代替條件編譯命令，程序的目標(biāo)代碼將變長

條件編譯命令可以放在所有函數(shù)的外部，也可以放在某函數(shù)的內(nèi)部；但分支語句只能出現(xiàn)在某函數(shù)內(nèi)部。使用條件編譯的源程序使用分支語句的源程序#include<stdio.h>#include<stdio.h>#defineNUM10#defineNUM10voidmain()voidmain(){{程序代碼#ifNUM==10if(NUM==10)printf("NUMis10\n");printf("NUMis10\n");#elseelseprintf("NUMnotis10\n");printf("NUM