C语言 预处理

C预处理器不是编译器的一部分,而是编译过程中的一个单独步骤。简单来说,C预处理器只是一种文本替换工具,它指示编译器在实际编译之前进行所需的预处理,我们将C预处理器称为CPP。

所有预处理器命令均以井号(#)开头。它必须是第一个非空白字符,并且为了可读性,预处理器指令应在第一列中开始。以下部分列出了所有重要的预处理器指令-

No. Directive 描述
1 #define 替代预处理器宏。
2 #include 从另一个文件插入特定的标头。
3 #undef 未定义预处理器宏。
4 #ifdef 如果定义了此宏,则返回true。
5 #ifndef 如果未定义此宏,则返回true。
6 #if 测试编译时间条件是否为真。
7 #else #if的替代方法。
8 #elif #else和#if在一条语句中。
9 #endif 有条件地结束预处理程序。
10 #error 在stderr上显示错误消息。
11 #pragma 使用标准化方法向编译器发出特殊命令。

预处理器示例

分析以下示例以了解各种指令。

 #define MAX_ARRAY_LENGTH 20

该指令告诉CPP用20替换MAX_ARRAY_LENGTH的。对常量使用 #define 可以提高可读性。

 #include <stdio.h>
 #include "myheader.h"

这些指令告诉CPP从系统库获取stdio.h并将文本添加到当前源文件中,下一行告诉CPP从本地目录获取 myheader.h 并将内容添加到当前源文件中。

 #undef  FILE_SIZE
 #define FILE_SIZE 42

它告诉CPP取消定义现有的FILE_SIZE并将其定义为42。

 #ifndef MESSAGE
    #define MESSAGE "You wish!"
 #endif

它告诉CPP仅在尚未定义MESSAGE时定义MESSAGE。

 #ifdef DEBUG
    /* Your debugging statements here */
 #endif

如果定义了DEBUG,它将告诉CPP处理包含的语句,如果在编译时将 -DDEBUG
标志传递给gcc编译器,这将很有用。这将定义DEBUG,因此您可以在编译过程中即时打开和关闭调试。

预定义的宏

ANSI C定义了许多宏。尽管可以在编程中使用每个宏,但是不应直接修改预定义的宏。

No. 描述
1 DATE 以” MMM DD YYYY”格式的字符文字形式的当前日期。
2 TIME 当前时间,以” HH:MM:SS”格式的字符文字显示。
3 FILE 它包含当前文件名作为字符串文字。
4 LINE 它包含当前行号作为十进制常数。
5 STDC 编译器符合ANSI标准时定义为1。

让我们尝试以下示例

#include <stdio.h>

int 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__ );

}

编译并执行文件 test.c 中的上述代码后,将产生以下输出-

File :test.c
Date :Jun 2 2012
Time :03:36:24
Line :8
ANSI :1

预处理运算符

C预处理器提供以下运算符以帮助创建宏-

Continuation(\)运算符

宏通常限于一行

#define  message_for(a, b)\
   printf(#a " and " #b ": We love you!\n")

字符串化(#)运算符

字符串化或数字符号运算符(‘#’)在宏定义中使用时,会将宏参数转换为字符串常量,该运算符只能在具有指定参数或参数列表的宏中使用。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;
}

编译并执行上述代码后,将产生以下输出-

Carole and Debra: We love you!

粘贴(##)运算符

宏定义中的token-pasting运算符(##)组合了两个参数,它允许将宏定义中的两个单独的标签合并为一个标签。如-


 #include <stdio.h>

 #define tokenpaster(n) printf ("token" #n "=%d", token##n)

 int main(void) {
    int token34=40;
    tokenpaster(34);
    return 0;
 }

编译并执行上述代码后,将产生以下输出-

token34=40

发生这种情况是因为此示例导致了预处理器的以下实际输出-

printf ("token34=%d", token34);

Defined()运算符

在常量表达式中使用预处理器 defined来确定是否使用#define定义了标识符,如果定义了指定的标识符,则该值为true(非零)。如果未定义符号,则该值为false(零)。定义的运算符指定如下-

#include <stdio.h>

#if !defined (MESSAGE)
   #define MESSAGE "You wish!"
#endif

int main(void) {
   printf("Here is the message: %s\n", MESSAGE);  
   return 0;
}

编译并执行上述代码后,将产生以下输出-

Here is the message: You wish!

参数化宏

CPP的强大函数之一是能够使用参数化宏模拟函数,如我们可能有一些代码可以对数字平方,如下所示:

 int square(int x) {
    return x * x;
 }

我们可以使用宏如下重写代码:

#define square(x) ((x) * (x))

必须先使用#define指令定义带有参数的宏,然后才能使用它们。 参数列表用括号括起来,并且必须紧随宏名称之后,宏名称和右括号之间不允许有空格。

 #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;
 }

编译并执行上述代码后,将产生以下输出-

Max between 20 and 10 is 20