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7.预处理器(七)

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。

注意：预处理器指令在编译之前执行。

下面列出了所有重要的预处理器指令:

  • 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

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。

  • 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。 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__);
}

执行结果: 

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;
}

执行结果: 

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;
}

执行结果: 

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
  • 邮箱 ：charon.chui@gmail.com
  • Good Luck!
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