????????本文目錄

1 預(yù)定義符號

2 #define

2.1 #define 定義標(biāo)識符

2.2 #define 定義宏

2.3 #define 替換規(guī)則

2.4 #和##

2.5 帶副作用的宏參數(shù)

2.6 宏和函數(shù)對比

2.7 命名約定

3 #undef

4 命令行定義

5 條件編譯

6 文件包含

6.1 頭文件被包含的方式

6.2 嵌套文件包含

1 預(yù)定義符號

__FILE__ //進(jìn)行編譯的源文件
__LINE__ //文件當(dāng)前的行號
__DATE__ //文件被編譯的日期
__TIME__ //文件被編譯的時間
__STDC__ //如果編譯器遵循ANSI C，其值為1，否則未定義

這些預(yù)定義符號都是語言內(nèi)置的。

舉個栗子：

printf("file:%s line:%d\n", __FILE__, __LINE__);

2 #define

2.1 #define 定義標(biāo)識符

//語法：
#define name stuff

舉個栗子：

#define MAX 1000
#define reg register //為 register這個關(guān)鍵字，創(chuàng)建一個簡短的名字
#define do_forever for(;;) //用更形象的符號來替換一種實現(xiàn)
#define CASE break;case //在寫case語句的時候自動把 break寫上。
// 如果定義的 stuff過長，可以分成幾行寫，除了最后一行外，每行的后面都加一個反斜杠(續(xù)行符)。
#define DEBUG_PRINT printf("file:%s\tline:%d\t    \
                            date:%s\ttime:%s\n",  \
                            __FILE__,__LINE__,    \
                            __DATE__,__TIME__)

提問：

在define定義標(biāo)識符的時候，要不要在最后加上 ; ?

比如：

#define MAX 1000;
#define MAX 1000

建議不要加上 ; ，這樣容易導(dǎo)致問題。

比如下面的場景：

if (condition)
	max = MAX;
else
	max = 0;

這里會出現(xiàn)語法錯誤。

2.2 #define 定義宏

#define 機(jī)制包括了一個規(guī)定，允許把參數(shù)替換到文本中，這種實現(xiàn)通常稱為宏（macro）或定義宏（define macro）。

下面是宏的申明方式：

#define name( parament-list ) stuff

其中的 parament-list 是一個由逗號隔開的符號表，它們可能出現(xiàn)在 stuff 中.

注意：

參數(shù)列表的左括號必須與 name 緊鄰。

如果兩者之間有任何空白存在，參數(shù)列表就會被解釋為 stuff 的一部分。

如：

#define SQUARE( x ) x * x

這個宏接收一個參數(shù) x ，

如果在上述聲明之后，你把

SQUARE( 5 );

置于程序中，預(yù)處理器就會用下面這個表達(dá)式替換上面的表達(dá)式：

5 * 5

警告：

這個宏存在一個問題：

觀察下面的代碼段：

int a = 5;
printf("%d\n", SQUARE(a + 1));

乍一看，你可能覺得這段代碼將打印36這個值。

事實上，它將打印11

為什么？

替換文本時，參數(shù) x 被替換成 a + 1，所以這條語句實際上變成了：

printf("%d\n", a + 1 * a + 1);

這樣就比較清晰了，由替換產(chǎn)生的表達(dá)式并沒有按照預(yù)想的次序進(jìn)行求值。

在宏定義上加上兩個括號，這個問題便輕松的解決了：

#define SQUARE(x) (x) * (x)

這樣預(yù)處理之后就產(chǎn)生了預(yù)期的效果：

printf("%d\n", (a + 1) * (a + 1));

這里還有一個宏定義：

#define DOUBLE(x) (x) + (x)

定義中我們使用了括號，想避免之前的問題，但是這個宏可能會出現(xiàn)新的錯誤。

int a = 5;
printf("%d\n", 10 * DOUBLE(a));

這將打印什么值呢？

warning:

看上去，好像打印100，但事實上打印的是55，

我們發(fā)現(xiàn)替換之后：

printf("%d\n", 10 * (5) + (5));

乘法運(yùn)算先于宏定義的加法，所以出現(xiàn)了

?55?

這個問題，的解決辦法是在宏定義表達(dá)式兩邊加上一對括號就可以了。

#define DOUBLE( x ) ( ( x ) + ( x ) )

提示：

所以用于對數(shù)值表達(dá)式進(jìn)行求值的宏定義都應(yīng)該用這種方式加上括號，避免在使用宏時由于參數(shù)中的操作符或鄰近操作符之間不可預(yù)料的相互作用。

2.3 #define 替換規(guī)則

在程序中擴(kuò)展#define定義符號和宏時，需要涉及幾個步驟。

1. 在調(diào)用宏時，首先對參數(shù)進(jìn)行檢查，看看是否包含任何由#define定義的符號。如果是，它們首先被替換。
2. 替換文本隨后被插入到程序中原來文本的位置。對于宏，參數(shù)名被他們的值所替換。
3. 最后，再次對結(jié)果文件進(jìn)行掃描，看看它是否包含任何由#define定義的符號。如果是，就重復(fù)上述處理過程。

注意：

1. 宏參數(shù)和 #define 定義中可以出現(xiàn)其他 #define 定義的符號。但是對于宏，不能出現(xiàn)遞歸。
2. 當(dāng)預(yù)處理器搜索 #define 定義的符號的時候，字符串常量的內(nèi)容并不被搜索。

2.4 #和##

如何把參數(shù)插入到字符串中？

首先我們看看這樣的代碼：

char* p = "hello ""bit\n";
printf("hello"" bit\n");
printf("%s", p);

這里輸出的是不是

?hello bit ？

答案是確定的：是。

我們發(fā)現(xiàn)字符串是有自動連接的特點的。

? ? ? ? 1. 那我們是不是可以寫這樣的代碼？

#define PRINT(FORMAT, VALUE)\
    printf("the value is "FORMAT"\n", VALUE);
...
PRINT("%d", 10);

這里只有當(dāng)字符串作為宏參數(shù)的時候才可以把字符串放在字符串中。

? ? ? ? 2. 另外一個技巧是：

? ? ??? ? ? 使用 # ，把一個宏參數(shù)變成對應(yīng)的字符串。

? ? ? ? ??? 比如：

int i = 10;
#define PRINT(FORMAT, VALUE)\
    printf("the value of "#VALUE" is "FORMAT"\n", VALUE);
...
PRINT("%d", i+3);//產(chǎn)生了什么效果？

代碼中的 #VALUE 會預(yù)處理器處理為：

"VALUE"

最終的輸出的結(jié)果應(yīng)該是：

the value of i+3 is 13

## 的作用

##可以把位于它兩邊的符號合成一個符號。

它允許宏定義從分離的文本片段創(chuàng)建標(biāo)識符。

#define ADD_TO_SUM(num, value)\
    sum##num += value;
...
ADD_TO_SUM(5, 10);//作用是：給sum5增加10

注：

這樣的連接必須產(chǎn)生一個合法的標(biāo)識符。否則其結(jié)果就是未定義的。

2.5 帶副作用的宏參數(shù)

當(dāng)宏參數(shù)在宏的定義中出現(xiàn)超過一次的時候，如果參數(shù)帶有副作用，那么你在使用這個宏的時候就可能出現(xiàn)危險，導(dǎo)致不可預(yù)測的后果。副作用就是表達(dá)式求值的時候出現(xiàn)的永久性效果。

例如：

x+1;//不帶副作用
x++;//帶有副作用

MAX宏可以證明具有副作用的參數(shù)所引起的問題。

#define MAX(a, b) ( (a) > (b) ? (a) : (b) )
...
x = 5;
y = 8;
z = MAX(x++, y++);
printf("x=%d y=%d z=%d\n", x, y, z);//輸出的結(jié)果是什么？

這里我們得知道預(yù)處理器處理之后的結(jié)果是什么：

z = ((x++) > (y++) ? (x++) : (y++));

所以輸出的結(jié)果是：

x=6 y=10 z=9

2.6 宏和函數(shù)對比

宏通常被應(yīng)用于執(zhí)行簡單的運(yùn)算。

比如在兩個數(shù)中找出較大的一個。

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

那為什么不用函數(shù)來完成這個任務(wù)？

原因有二：

1. 用于調(diào)用函數(shù)和從函數(shù)返回的代碼可能比實際執(zhí)行這個小型計算工作所需要的時間更多。
   所以宏比函數(shù)在程序的規(guī)模和速度方面更勝一籌。
2. 更為重要的是函數(shù)的參數(shù)必須聲明為特定的類型。
   所以函數(shù)只能在類型合適的表達(dá)式上使用。反之這個宏怎可以適用于整形、長整型、浮點型等可以用于>來比較的類型。
   宏是類型無關(guān)的。

宏的缺點：當(dāng)然和函數(shù)相比宏也有劣勢的地方：

1. 每次使用宏的時候，一份宏定義的代碼將插入到程序中。除非宏比較短，否則可能大幅度增加程序的長度。
2. 宏是沒法調(diào)試的。
3. 宏由于類型無關(guān)，也就不夠嚴(yán)謹(jǐn)。
4. 宏可能會帶來運(yùn)算符優(yōu)先級的問題，導(dǎo)致程容易出現(xiàn)錯。

宏有時候可以做函數(shù)做不到的事情。比如：宏的參數(shù)可以出現(xiàn)類型，但是函數(shù)做不到。

#define MALLOC(num, type)\
    (type*)malloc(num * sizeof(type))
...
//使用
MALLOC(10, int);//類型作為參數(shù)

//預(yù)處理器替換之后：
(int*)malloc(10 * sizeof(int));

宏和函數(shù)的一個對比

2.7 命名約定

一般來講函數(shù)的宏的使用語法很相似。所以語言本身沒法幫我們區(qū)分二者。

那我們平時的一個習(xí)慣是：

把宏名全部大寫

函數(shù)名不要全部大寫

3 #undef

這條指令用于移除一個宏定義。

#undef NAME
//如果現(xiàn)存的一個名字需要被重新定義，那么它的舊名字首先要被移除。

4 命令行定義

許多 C 的編譯器提供了一種能力，允許在命令行中定義符號。用于啟動編譯過程。

例如：當(dāng)我們根據(jù)同一個源文件要編譯出一個程序的不同版本的時候，這個特性有點用處。（假定某個程序中聲明了一個某個長度的數(shù)組，如果機(jī)器內(nèi)存有限，我們需要一個很小的數(shù)組，但是另外一個機(jī)器內(nèi)存大些，我們需要一個數(shù)組能夠大些。）

#include <stdio.h>
int main()
{
	int array[ARRAY_SIZE];
	int i = 0;
	for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++)
	{
		array[i] = i;
	}
	for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++)
	{
		printf("%d ", array[i]);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

編譯指令：

//linux 環(huán)境演示
gcc -D ARRAY_SIZE=10 programe.c

5 條件編譯

在編譯一個程序的時候我們?nèi)绻獙⒁粭l語句（一組語句）編譯或者放棄是很方便的。因為我們有條件編譯指令。

比如說：

調(diào)試性的代碼，刪除可惜，保留又礙事，所以我們可以選擇性的編譯。

#include <stdio.h>
#define __DEBUG__

int main()
{
	int i = 0;
	int arr[10] = { 0 };
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		arr[i] = i;
#ifdef __DEBUG__
		printf("%d\n", arr[i]);//為了觀察數(shù)組是否賦值成功。
#endif //__DEBUG__
	}
	return 0;
}

常見的條件編譯指令：

1.
#if 常量表達(dá)式
    //...
#endif
//常量表達(dá)式由預(yù)處理器求值。
如：
#define __DEBUG__ 1
#if __DEBUG__
    //..
#endif

2.多個分支的條件編譯
#if 常量表達(dá)式
    //...
#elif 常量表達(dá)式
    //...
#else
    //...
#endif

3.判斷是否被定義
#if defined(symbol)
#ifdef symbol

#if !defined(symbol)
#ifndef symbol

4.嵌套指令
#if defined(OS_UNIX)
    #ifdef OPTION1
        unix_version_option1();
    #endif
    #ifdef OPTION2
        unix_version_option2();
    #endif
#elif defined(OS_MSDOS)
    #ifdef OPTION2
        msdos_version_option2();
    #endif
#endif

6 文件包含

我們已經(jīng)知道， #include 指令可以使另外一個文件被編譯。就像它實際出現(xiàn)于 #include 指令的地方一樣。

這種替換的方式很簡單：

預(yù)處理器先刪除這條指令，并用包含文件的內(nèi)容替換。

這樣一個源文件被包含10次，那就實際被編譯10次。

6.1 頭文件被包含的方式

• 本地文件包含

#include "filename"

查找策略：先在源文件所在目錄下查找，如果該頭文件未找到，編譯器就像查找?guī)旌瘮?shù)頭文件一樣在標(biāo)準(zhǔn)位置查找頭文件。

如果找不到就提示編譯錯誤。

Linux環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)頭文件的路徑：

/usr/include

VS環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)頭文件的路徑：

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 12.0\VC\include
//這是VS2013的默認(rèn)路徑

注意按照自己的安裝路徑去找。

• 庫文件包含

#include <filename.h>

查找頭文件直接去標(biāo)準(zhǔn)路徑下去查找，如果找不到就提示編譯錯誤。

這樣是不是可以說，對于庫文件也可以使用 “” 的形式包含？

答案是肯定的，可以。

但是這樣做查找的效率就低些，當(dāng)然這樣也不容易區(qū)分是庫文件還是本地文件了。

6.2 嵌套文件包含

如果出現(xiàn)這樣的場景：

comm.h 和 comm.c 是公共模塊。

test1.h 和 test1.c 使用了公共模塊。

test2.h 和 test2.c 使用了公共模塊。

test.h 和 test.c 使用了 test1 模塊和 test2 模塊。

這樣最終程序中就會出現(xiàn)兩份 comm.h 的內(nèi)容。這樣就造成了文件內(nèi)容的重復(fù)。

如何解決這個問題？

答案：條件編譯。

每個頭文件的開頭寫：

#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//頭文件的內(nèi)容
#endif //__TEST_H__

或者：

#pragma once

就可以避免頭文件的重復(fù)引入。

本文完文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-632105.html

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