C語言預處理概述

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引導語;預處理是指在進行最後加工完善以前進行的準備過程，具體應用在不同的行業或領域，會有不同的解釋。以下是本站小編分享給大家的C語言預處理概述，歡迎閲讀!

　概述

在前面各章中，已多次使用過以“#”號開頭的預處理命令。如包含命令# include，宏定義命令# define等。在源程序中這些命令都放在函數之外，而且一般都放在源文件的前面，它們稱為預處理部分。

所謂預處理是指在進行編譯的第一遍掃描(詞法掃描和語法分析)之前所作的工作。預處理是C語言的一個重要功能，它由預處理程序負責完成。當對一個源文件進行編譯時，系統將自動引用預處理程序對源程序中的預處理部分作處理，處理完畢自動進入對源程序的編譯。

C語言提供了多種預處理功能，如宏定義、文件包含、條件編譯等。合理地使用預處理功能編寫的程序便於閲讀、修改、移植和調試，也有利於模塊化程序設計。本章介紹常用的幾種預處理功能。

　宏定義

在C語言源程序中允許用一個標識符來表示一個字符串，稱為“宏”。被定義為“宏”的標識符稱為“宏名”。在編譯預處理時，對程序中所有出現的“宏名”，都用宏定義中的字符串去代換，這稱為“宏代換”或“宏展開”。

宏定義是由源程序中的宏定義命令完成的。宏代換是由預處理程序自動完成的。在C語言中，“宏”分為有參數和無參數兩種。下面分別討論這兩種“宏”的定義和調用。無參宏定義

無參宏的宏名後不帶參數。其定義的一般形式為： #define 標識符字符串其中的“#”表示這是一條預處理命令。凡是以“#”開頭的均為預處理命令。“define”為宏定義命令。 “標識符”為所定義的宏名。“字符串”可以是常數、表達式、格式串等。在前面介紹過的符號常量的定義就是一種無參宏定義。此外，常對程序中反覆使用的表達式進行宏定義。例如： # define M (y*y+3*y) 定義M表達式(y*y+3*y)。在編寫源程序時，所有的(y*y+3*y)都可由M代替，而對源程序作編譯時，將先由預處理程序進行宏代換，即用(y*y+3*y)表達式去置換所有的宏名M，然後再進行編譯。

#define M (y*y+3*y)

main(){

int s,y;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&y);

s=3*M+4*M+5*M;

printf("s=%dn",s);

}

上例程序中首先進行宏定義，定義M表達式(y*y+3*y),在s= 3*M+4*M+5* M中作了宏調用。在預處理時經宏展開後該語句變為：s=3*(y*y+3*y)+4(y*y+3*y)+5(y*y+3*y);但要注意的是，在宏定義中表達式(y*y+3*y)兩邊的括號不能少。否則會發生錯誤。

當作以下定義後： #difine M y*y+3*y在宏展開時將得到下述語句： s=3*y*y+3*y+4*y*y+3*y+5*y*y+3*y;這相當於; 3y?2+3y+4y?2+3y+5y?2+3y;顯然與原題意要求不符。計算結果當然是錯誤的。因此在作宏定義時必須十分注意。應保證在宏代換之後不發生錯誤。對於宏定義還要説明以下幾點：

1. 宏定義是用宏名來表示一個字符串，在宏展開時又以該字符串取代宏名，這只是一種簡單的代換，字符串中可以含任何字符，可以是常數，也可以是表達式，預處理程序對它不作任何檢查。如有錯誤，只能在編譯已被宏展開後的源程序時發現。

2. 宏定義不是説明或語句，在行末不必加分號，如加上分號則連分號也一起置換。

3. 宏定義必須寫在函數之外，其作用域為宏定義命令起到源程序結束。如要終止其作用域可使用# undef命令，例如： # define PI 3.14159

main()

{

……

}

# undef PIPI的作用域

f1()

....表示PI只在main函數中有效，在f1中無效。

4. 宏名在源程序中若用引號括起來，則預處理程序不對其作宏代換。

#define OK 100

main()

{

printf("OK");

printf("n");

}

上例中定義宏名OK表示100，但在printf語句中OK被引號括起來，因此不作宏代換。程序的運行結果為：OK這表示把“OK”當字符串處理。

5. 宏定義允許嵌套，在宏定義的字符串中可以使用已經定義的宏名。在宏展開時由預處理程序層層代換。例如： #define PI 3.1415926

#define S PI*y*y /* PI是已定義的宏名*/對語句： printf("%f",s);在宏代換後變為： printf("%f",3.1415926*y*y);

6. 習慣上宏名用大寫字母表示，以便於與變量區別。但也允許用小寫字母。

7. 可用宏定義表示數據類型，使書寫方便。例如： #define STU struct stu在程序中可用STU作變量説明： STU body[5],*p;#define INTEGER int　在程序中即可用INTEGER作整型變量説明： INTEGER a,b; 應注意用宏定義表示數據類型和用typedef定義數據説明符的區別。宏定義只是簡單的字符串代換，是在預處理完成的，而typedef是在編譯時處理的，它不是作簡單的代換，而是對類型説明符重新命名。被命名的標識符具有類型定義説明的功能。請看下面的例子： #define PIN1 int*　typedef (int*) PIN2;從形式上看這兩者相似，但在實際使用中卻不相同。下面用PIN1，PIN2説明變量時就可以看出它們的區別： PIN1 a,b;在宏代換後變成 int *a,b;表示a是指向整型的指針變量，而b是整型變量。然而：PIN2 a,b;表示a,b都是指向整型的指針變量。因為PIN2是一個類型説明符。由這個例子可見，宏定義雖然也可表示數據類型，但畢竟是作字符

代換。在使用時要分外小心，以避出錯。

8. 對“輸出格式”作宏定義，可以減少書寫麻煩。例9.3 中就採用了這種方法。

#define P printf

#define D "%dn"

#define F "%fn"

main(){

int a=5, c=8, e=11;

float b=3.8, d=9.7, f=21.08;

P(D F,a,b);

P(D F,c,d);

P(D F,e,f);

}

　帶參宏定義

C語言允許宏帶有參數。在宏定義中的參數稱為形式參數，在宏調用中的參數稱為實際參數。對帶參數的宏，在調用中，不僅要宏展開，而且要用實參去代換形參。

帶參宏定義的一般形式為： #define 宏名(形參表) 字符串在字符串中含有各個形參。帶參宏調用的一般形式為：宏名(實參表);

例如：

#define M(y) y*y+3*y /*宏定義*/

k=M(5); /*宏調用*/

: 在宏調用時，用實參5去代替形參y，經預處理宏展開後的語句

為： k=5*5+3*5

#define MAX(a,b) (a>b)?a:b

main(){

int x,y,max;

printf("input two numbers: ");

scanf("%d%d",&x,&y);

max=MAX(x,y);

printf("max=%dn",max);

}

上例程序的第一行進行帶參宏定義，用宏名MAX表示條件表達式(a>b)?a:b，形參a,b均出現在條件表達式中。程序第七行max=MAX(x,

y)為宏調用，實參x,y，將代換形參a,b。宏展開後該語句為： max=(x>y)?x:y;用於計算x,y中的大數。對於帶參的宏定義有以下問題需要説明：

1. 帶參宏定義中，宏名和形參表之間不能有空格出現。

例如把： #define MAX(a,b) (a>b)?a:b寫為： #define MAX (a,b) (a>b)?a:b 將被認為是無參宏定義，宏名MAX代表字符串 (a,b)(a>b)?a:b。

宏展開時，宏調用語句： max=MAX(x,y);將變為： max=(a,b)(a>b)?a:b(x,y);這顯然是錯誤的。

2. 在帶參宏定義中，形式參數不分配內存單元，因此不必作類型定義。而宏調用中的實參有具體的值。要用它們去代換形參，因此必須作類型説明。這是與函數中的`情況不同的。在函數中，形參和實參是兩個不同的量，各有自己的作用域，調用時要把實參值賦予形參，進行“值傳遞”。而在帶參宏中，只是符號代換，不存在值傳遞的問題。

3. 在宏定義中的形參是標識符，而宏調用中的實參可以是表達式。

#define SQ(y) (y)*(y)

main(){

int a,sq;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

sq=SQ(a+1);

printf("sq=%dn",sq);

}

上例中第一行為宏定義，形參為y。程序第七行宏調用中實參為a+1，是一個表達式，在宏展開時，用a+1代換y，再用(y)*(y) 代換SQ，得到如下語句： sq=(a+1)*(a+1); 這與函數的調用是不同的，函數調用時要把實參表達式的值求出來再賦予形參。而宏代換中對實參表達式不作計算直接地照原樣代換。

4. 在宏定義中，字符串內的形參通常要用括號括起來以避免出錯。在上例中的宏定義中(y)*(y)表達式的y都用括號括起來，因此結果是正確的。如果去掉括號，把程序改為以下形式：

#define SQ(y) y*y

main(){

int a,sq;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

sq=SQ(a+1);

printf("sq=%dn",sq);

}

運行結果為：input a number:3

sq=7 同樣輸入3，但結果卻是不一樣的。問題在哪裏呢? 這是由於代換隻作符號代換而不作其它處理而造成的。宏代換後將得到以下語句： sq=a+1*a+1; 由於a為3故sq的值為7。這顯然與題意相違，因此參數兩邊的括號是不能少的。即使在參數兩邊加括號還是不夠的，請看下面程序：

#define SQ(y) (y)*(y)

main(){

int a,sq;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

sq=160/SQ(a+1);

printf("sq=%dn",sq);

}

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