C语言(三)预处理指令

一、预处理指令

1.定义

C语言在对源程序进行编译之前，会先对一些特殊的预处理指令做解释，如：#include，产生一个新的源程序，这个过程称为“编译预处理”，之后再进行通常的编译工作。

2.作用范围

预处理指令可以出现在程序的任意位置，它的作用范围是从它出现的位置到文件末尾。习惯上，我们把预处理指令写在源程序开头。

3.类型

C语言提供了预处理指令主要有：宏定义、文件包含和条件编译。

二、不带参数的宏定义

1.一般形式

#define 宏名 字符串

如：#define A 10;

// 源程序中所有的宏名PI在编译预处理的时候都会被3.14所代替
#define PI 3.14
// 根据圆的半径计radius算周长
float girth(float radius) {
    return 2 * PI *radius;
}
int main ()
{
    float g = girth(2);
    printf("周长为：%f", g);
    return 0;
}

2.作用

在编译预处理的时候，将源程序中所有“宏名”替换成右边的字符串，常用来定义常量。

3.注意

1)宏名一般用大写字母，以便和变量名进行区别。

2)对程序中双引号括起来的字符串内的字符，不能进行宏的替换操作。

#define R 10
int main ()
{
    char *s = "Radio"; //这里有R，但是不会替换
    return 0;
}

3)在进行宏的替换操作时，不做语法的检查，只是简单的替换操作而已。只有在替换完后的下一步编译操作，才会进行语法检查。因此，如果有错误，也只会在编译的时候产生。

4)宏名的有效范围默认是从定义位置到文件末尾，如果想终止的话，可以使用“#undef 宏名“，这样，宏名的有效范围就缩减至终止操作的位置。

5)定义宏时，可以使用已经定义过的宏名。

#define R  3.0
#define PI 3.14
#define L  2*PI*R
#define S  PI*R*R

三、带参数的宏定义

1.一般形式

#define 宏名(参数列表) 字符串

2.作用

在编译预处理的时候，将源程序中的宏名替换成字符串，并将字符串中的参数用源程序中的宏名的实际数值代替。

3.注意

1)宏名和参数列表之间不能有空格。

2)定义宏时，参数列表有"()"括起来，字符串的参数也用"()"括起来

#include <stdio.h>
#define D(a) 2*a
int main ()
{
    int b = D(3+4);

    printf("%d", b);
    return 0;
}
//2*3+4
//输出结果：10

#include <stdio.h>#define D(a) 2*(a)int main (){    int b = D(3+4);        printf("%d", b);    return 0;}//2*(3+4)//输出结果：14

3)计算结果也用”()“括起来

#include <stdio.h>
#define Pow(a) (a) * (a)
int main(int argc, const char * argv[]) {
    int b = Pow(10) / Pow(2);

    printf("%d", b);
    return 0;
}
//10*10/2*2=100
//输出结果：100

#include <stdio.h>#define Pow(a) ((a) * (a))int main(int argc, const char * argv[]) {    int b = Pow(10) / Pow(2);        printf("%d", b);    return 0;}//(10*10)/(2*2)=25//输出结果：25

4.宏与函数的区别

虽然带参数的宏定义和函数十分相似，但是还是有本质的区别：

1)宏定义不涉及存储空间的分配、参数类型分配、参数传递、返回值的问题。

2)函数在程序运行时执行，而宏替换在编译预处理时执行。所以带参数的宏比函数效率更高。

四、条件编译

1.概念

 在很多情况下，我们希望程序的其中一部分代码只有在满足一定条件下才进行编译，否则不参与编译（只有参与编译的代码最终才能被执行），这就是条件编译。

2.基本用法

#if 条件1
code1
#elif 条件2
code2 
#else 条件3
code3
#endif

    1)条件1成立，编译器就会把code1代码编译进去。

    2)code2,code3同理

    3)条件编译结束后，一定要在后面加上 #endif，不然后果很严重。

    4)#if 和 #elif 后面的条件一般是判断宏定义而不是判断变量。因为条件编译是在编译之前做的判断，宏定义也是在编译之前定义的，而变量是在运行时才产生的，才有使用的意义。

3.例子

#include <stdio.h>
#define MAX 11;	//宏定义
int main(){
	#if MAX ==0
			printf("MAX是0");	
	#elif MAX >0
			printf("MAX大于0");
	#else 
			printf("MAX小于0");
	#endif
			return 0;
}

在预处理后的代码为：

/*stdio.h文件中的内容将会代替#include <stdio.h>的位置*/
int main ()
{
    printf("MAX大于0");
    return 0;
}

4.其它用法

1)#if defined()和#if !defined()的用法

    在编译预处理阶段产生效果。

①#if defined()...#endif    

#include <stdio.h>
#define MAX 11;	//宏定义
int main(){
		#if defined(MAX)
			printf("定义了宏变量");
		#endif

		return 0;
}

用来判断是否定义过宏变量。注意一定要添加 #ednif。

②#if !defined()...#endif

#include <stdio.h>
#define MAX 11;	//宏定义
int main(){
		#if !defined(MA)
			printf("没有该宏定义");
		#endif
		return 0;
}

    没有定义过该宏才将编译条件语句。

2)#ifdef和#ifndef的用法

    #ifdef和 #if defined()用法一致，一个有括号，一个没括号。

①#ifdef...#endif

#include <stdio.h>
#define MAX 11;	//宏定义
int main(){
		#ifdef MAX
			printf("有宏定义");
		#endif
		return 0;
}

②#ifndef...#endif

#include <stdio.h>#define MAX 11;	//宏定义int main(){		#ifndef MA			printf("没有宏定义");		#endif		return 0;}

五、文件包含

1.常见形式

    #include <文件名>

    #include "文件名"

2.使用注意

1)#include指令允许嵌套包含，但不允许递归包含

    嵌套包含：a.h包含b.h，b.h包含c.h

    递归包含：a.h包含b.h，b.h包含a.h

2)重复包含同一个头文件，导致重复定义错误。

    如：在one.h中定义了void one()。在two.h中包含了one.h,并定义了two()。

         现在在main.c中包含了one.h,two.h。

    上面的情况就出现了重复定义的错误。

    为了解决这种重复包含同一个头文件的错误，一般我们会这样写头文件。

3.例子

one.h

#ifndef _ONE_H_
	#define _ONE_H_

	void one(){
		printf("this is method one()\n");	
	}
#endif

two.h

#ifndef _TWO_H_
	#define _TWO_H_

	#include "one.h"
	void two(){
		printf("this is method two()\n");	
	}
#endif

first.c

#include <stdio.h>#include "one.h"#include "two.h"int main(){	one();	two();	return -0;}