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:
指令 | 描述 |
---|---|
#define |
定义宏 |
#include |
包含一个源代码文件 |
#undef |
取消已定义的宏 |
#ifdef |
如果宏已经定义,则返回真 |
#ifndef |
如果宏没有定义,则返回真 |
#if |
如果给定条件为真,则编译下面代码 |
#else |
#if 的替代方案 |
#elif |
如果前面的 #if 给定条件不为真,当前条件为真,则编译下面代码 |
#endif |
结束一个 #if……#else 条件编译块 |
#error |
当遇到标准错误时,输出错误消息 |
#pragma |
使用标准化方法,向编译器发布特殊的命令到编译器中 |
预处理器实例
#define MAX_ARRAY_LENGTH 20
这个指令告诉 CPP 把所有的 MAX_ARRAY_LENGTH 替换为 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。
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。
宏 | 描述 |
---|---|
__DATE__ |
当前日期,一个以 "MMM DD YYYY" 格式表示的字符常量。 |
__TIME__ |
当前时间,一个以 "HH:MM:SS" 格式表示的字符常量。 |
__FILE__ |
这会包含当前文件名,一个字符串常量。 |
__LINE__ |
这会包含当前行号,一个十进制常量。 |
__STDC__ |
当编译器以 ANSI 标准编译时,则定义为 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。
使用#define
含参时,参数括号很重要,如下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;
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
square 5+4 is 81
square_1 5+4 is 29
注意此处的原因:
square 等价于 (5+4)*(5+4)=81
square_1 等价于 5+4*5+4=29