你必須知道的C語言預處理的問題詳解

2020-01-26 16:18:06

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　　C語言預處理器執行宏替換、條件編譯和文件包含。通常采用以“#”為行首的提示。下面是C語言預處理的應用場合：

　　1.三字母詞（Trigraph Sequences）

　　C源程序的字符集被包含在7位的ASCII字符集中，但是它是ISO 646-1983 Invariant Code Set的超集。為了讓程序可以在縮減集(reduced set)中呈現出來，下面的三字母詞會被替換成相應的單字符.

三字母詞	單字符
??=	#
??/	/
??'	^
??(	[
??)	]
??!	\|
??<	{
??>	}
??-	~

　　替換發生在任何其他處理之前。

　　例如：如果你嘗試打印字符串"what??!"　　

復制代碼代碼如下:

printf("what??!/n");

　　會得到字符串"what|"。

　　如果你這樣注釋代碼，結果會讓你意外：　　

復制代碼代碼如下:

// Will the next line be executed?????????????/
a++;

　　a++并不會執行。前提是你知道/的作用。

　　注意：由于編譯器對ANSI C的支持不一樣，有些編譯器會把三字母詞當普通字符處理，你需要給編譯選項加上“-trigraphs”

　　2.行拼接

　　以反斜杠"/"結尾的行會把該行和下一行拼接成一行(預處理器做的工作就是把該反斜杠'"/"和接著的換行字符'/n'刪除)。［'/'稱為續行符］

　　例如你可以這樣寫

復制代碼代碼如下:

//
* is a legal comment. */
/

　　3.宏定義和展開

　　a)簡單宏替換

　　簡單宏替換使程序中能用一個標識符來表示一個單詞串，指令形式為：

復制代碼代碼如下:

#define 標識符單詞串

　　標識符（稱為宏名）被定義為后面的單詞串；單詞串（簡稱串）是任意以換行結束的用于替換程序中該標識符的正文。如果串太長需要寫成多行，則除了最后一行外每一行末尾都要有一個續行符（即添加一個“/”后回車）。

　　注意：字符串常數中出現的與宏名相同的字符串不在替換之列。例如：

復制代碼代碼如下:

#define YES 1
printf("YES");            // 輸出 YES，而不是1

　　b)帶參數的宏替換

　　預處理指令的形式為：

復制代碼代碼如下:

#define 標識符(標識符,標識符,...,標識符) 單詞串

　　“標識符(標識符,標識符,...,標識符)”是被定義的宏，()外面的標識符稱為宏名，()中的標識符是宏的形式參數；宏名與其后的()之間不能有空白符。

　　例如：　　

復制代碼代碼如下:

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

　　♦操作符#和##

　　　　操作符#把其后的串變成雙引號包圍的串；

　　　　操作符##把兩個標志符拼在一起，形成一個新的標識符

復制代碼代碼如下:

#define str(expr)　　　　#expr
#define cat(x,y) 　　x ## y

int ab=12;
printf(str(hello world!));　　　　　　// 會被替換成 printf("hello world!");
printf("ab=%d/n", cat(a,b)); // 會被替換成 printf("ab=%d/n", ab); 輸出 ab=12

　　♦宏替換時的順序　　

復制代碼代碼如下:

#include <stdio.h>
 #define f(a,b)　　a##b
 #define g(a)　　　#a
 #define h(a)　　　g(a)

 int main()
 {
         printf("%s/n", h(f(1,2)));
         printf("%s/n", g(f(1,2)));
         return 0;
 }

　　輸出結果是12和f(1,2)。為什么會這樣呢，宏的解開不像函數，由里到外。

　　（1）在""內的宏名或宏參數名不被替換

　　（2）宏替換順序：一個帶參數的宏內部調用另一個宏，參數也是一個宏，則先替換外層的宏，再替換外層宏的參數，最后替換內層宏。

　　知道這些規則對于出現上面的結果就不難理解了。

　　溫馨提示：在寫帶參數的宏替換指令時，推薦的做法時將單詞串中的每一個參數都用()括起來，整個表達式也要用()括起來；否則，替換結果可能不是你想要的，例如：

復制代碼代碼如下:

#define sqr(x)    x * x
// 如果程序中的宏的引用形式為
sqr(3.0+1.0);                // 經預處理后會被替換為 3.0 + 1.0 * 3.0 + 1.0

　　結果與你的原意(3.0+1.0)*(3.0+1.0)不等價

　　c)取消宏定義

復制代碼代碼如下:

#undef 標識符

　　會使宏名標識符失去定義。如果#undef 一個沒有定義過的標識符也不會引發錯誤。

　　4.文件包含　　

復制代碼代碼如下:

#include <filename>　　　　 // 引用標準庫的頭文件(編譯器將從標準庫目錄開始搜索)
#include "filename"       // 引用非標準庫的頭文件(編譯器將從用戶的工作目錄開始搜索)
#include 標識符            // 標識符是由#define 定義的<filename>或"filename"的宏名

　　5.條件編譯

　　條件編譯指令格式如下：

復制代碼代碼如下:

if-line 正文
[#elif 常量表達式正文]
...
[#else 正文]
#endif

　　if-line為下面中的任意一種形式：

　　（1）#if 常量表達式

　　（2）#ifdef 標識符

　　（3）#ifndef 標識符

　　♦defined操作符用來判斷標識符是否定義過。形式如下：

　　defined identifier

或

　　defined (identifier)

　　下面的

　　#ifdef identifier

　　#ifndef identifier

　　等價于

　　#if defined identifier

　　#if ! defined identifier

　　6.行控制

　　行控制指令有下列兩種形式

　　（1）#line n "filename"

　　（2）#line n

　　行控制預處理功能為其他產生C源程序的預處理程序（例如數據庫系統中的宿主C預編譯程序）在跟蹤被處理程序（例如被宿主C預編譯程序處理的擴展名為.pc的預編譯源程序）的行號時提供方便，便于最終用戶的源程序查錯和該錯。它會使編譯器相信n（十進制正整數）為下一個源程序行的行號，“filename”會被當作當前文件名。

　　7.生成錯誤

　　#error error_messageopt

　　讓編譯器輸出錯誤信息error_message

　　8.Pragmas

　　#pragma token-sequenceopt

　　#pragma是編譯程序實現時定義的指令，它允許由此向編譯程序傳入各種指令。例如，一個編譯程序可能具有支持跟蹤程序執行的選項，此時可以用#pragma語句選擇該功能。編譯程序忽略其不支持的#pragma選項。#pragma提高C源程序對編譯程序的可移植性。

　　9.空指令

　　形如

　　沒有任何作用

　　10.預定義宏

　　C語言規范了5個固有的預定義宏，他們分別是

　　__LINE__　　當前源程序的行號