所谓预处理是指在进行编译的第一遍扫描(词法扫描和语法分析)之前所作的工作。预处理是C语言的一个重要功能,它由预处理程序负责完成。当对一个源文件进行编译时,系统将自动引用预处理程序对源程序中的预处理部分作处理,处理完毕自动进入对源程序的编译。
C语言提供了多种预处理功能,如宏定义、文件包含、条件编译等。合理地使用预处理功能编写的程序便于阅读、修改、移植和调试,也有利于模块化程序设计。
被定义为“宏”的标识符称为“宏名”。在编译预处理时,对程序中所有出现的“宏名”,都用宏定义中的字符串去代换,这称为“宏代换”或“宏展开”。
宏定义是由源程序中的宏定义命令完成的。宏代换是由预处理程序自动完成的。在C语言中,“宏”分为有参数和无参数两种。
无参宏定义
无参宏的宏名后不带参数。其定义的一般形式为:
#define 标识符 字符串
其中的“#”表示这是一条预处理命令。凡是以“#”开头的均为预处理命令。“define”为宏定义命令。“标识符”为所定义的宏名。“字符串”可以是常数、表达式、格式串等。
注意以下几点:
1) 宏定义是用宏名来表示一个字符串,在宏展开时又以该字符串取代宏名,这只是一种简单的代换,字符串中可以含任何字符,可以是常数,也可以是表达式,预处理程序对它不作 任何检查。如有错误,只能在编译已被宏展开后的源程序时发现。
2) 宏定义不是说明或语句,在行末不必加分号,如加上分号则连分号也一起置换。
3) 宏定义必须写在函数之外,其作用域为宏定义命令起到源程序结束。如要终止其作用域可使用#undef命令。
4) 宏名在源程序中若用引号括起来,则预处理程序不对其作宏代换。
5) 宏定义允许嵌套,在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名。在宏展开时由预处理程序层层代换。
6) 习惯上宏名用大写字母表示,以便于与变量区别。但也允许用小写字母。
7) 可用宏定义表示数据类型,使书写方便。
应注意用宏定义表示数据类型和用typedef定义数据说明符的区别。宏定义只是简单的字符串代换,是在预处理完成的,而typedef是在编译时处理的,它不是作简单的代换,而是对类型说明符重新命名。被命名的标识符具有类型定义说明的功能。
#define PIN1 int *
typedef (int *) PIN2;
从形式上看这两者相似, 但在实际使用中却不相同。
下面用PIN1,PIN2说明变量时就可以看出它们的区别:
PIN1 a,b;
在宏代换后变成:
int *a,b;
表示a是指向整型的指针变量,而b是整型变量。然而:
PIN2 a,b;
表示a、b都是指向整型的指针变量。因为PIN2是一个类型说明符。由这个例子可见,宏定义虽然也可表示数据类型, 但毕竟是作字符代换。在使用时要分外小心,以避出错。
C语言预处理指令总结
预处理指令是以#号开头的代码行。#号必须是该行除了任何空白字符外的第一个字符。#后是指令关键字,在关键字和#号之间允许存在任意个数的空白字符。整行语句构成了一条预处理指令,该指令将在编译器进行编译之前对源代码做某些转换。
涉及到的部分预处理指令:
指令 | 说明 |
---|---|
# | 空指令,无任何效果 |
#include | 包含一个源代码文件 |
#define | 定义宏 |
#undef | 取消已定义的宏 |
#if | 如果给定条件为真,则编译下面代码 |
#ifdef | 如果宏已经定义,则编译下面代码 |
#ifndef | 如果宏没有定义,则编译下面代码 |
#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 |
预处理功能是C语言特有的功能,它是在对源程序正式编译前由预处理程序完成的。程序员在程序中用预处理命令来调用这些功能。
宏定义可以带有参数,宏调用时是以实参代换形参。而不是“值传送”。
为了避免宏代换时发生错误,宏定义中的字符串应加括号,字符串中出现的形式参数两边也应加括号。
文件包含是预处理的一个重要功能,它可用来把多个源文件连接成一个源文件进行编译,结果将生成一个目标文件。
条件编译允许只编译源程序中满足条件的程序段,使生成的目标程序较短,从而减少了内存的开销并提高了程序的效率。
使用预处理功能便于程序的修改、阅读、移植和调试,也便于实现模块化程序设计。