你必須知道的C語(yǔ)言預(yù)處理的問(wèn)題詳解
C語(yǔ)言預(yù)處理器執(zhí)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(yǔ)言預(yù)處理的應(yīng)用場(chǎng)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(xiàn)出來(lái)，下面的三字母詞會(huì)被替換成相應(yīng)的單字符.
| 三字母詞 | 單字符 |
| ??= | # |
| ??/ | \ |
| ??' | ^ |
| ??( | [ |
| ??) | ] |
| ??! | | |
| ??< | { |
| ??> | } |
| ??- | ~ |
替換發(fā)生在任何其他處理之前。
例如：如果你嘗試打印字符串"what??!"
printf("what??!\n");
會(huì)得到字符串"what|"。
如果你這樣注釋代碼，結(jié)果會(huì)讓你意外：
// Will the next line be executed?????????????/
a++;
a++并不會(huì)執(zhí)行。前提是你知道\的作用。
注意：由于編譯器對(duì)ANSI C的支持不一樣，有些編譯器會(huì)把三字母詞當(dāng)普通字符處理，你需要給編譯選項(xiàng)加上“-trigraphs”
2.行拼接
以反斜杠"\"結(jié)尾的行會(huì)把該行和下一行拼接成一行(預(yù)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(xù)行符］
例如你可以這樣寫(xiě)
/\
* is a legal comment. *\
/
3.宏定義和展開(kāi)
a)簡(jiǎn)單宏替換
簡(jiǎn)單宏替換使程序中能用一個(gè)標(biāo)識(shí)符來(lái)表示一個(gè)單詞串，指令形式為：
#define 標(biāo)識(shí)符 單詞串
標(biāo)識(shí)符（稱為宏名）被定義為后面的單詞串；單詞串（簡(jiǎn)稱串）是任意以換行結(jié)束的用于替換程序中該標(biāo)識(shí)符的正文。如果串太長(zhǎng)需要寫(xiě)成多行，則除了最后一行外每一行末尾都要有一個(gè)續(xù)行符（即添加一個(gè)“\”后回車(chē)）。
注意：字符串常數(shù)中出現(xiàn)的與宏名相同的字符串不在替換之列。例如：
#define YES 1
printf("YES"); // 輸出 YES，而不是1
b)帶參數(shù)的宏替換
預(yù)處理指令的形式為：
#define 標(biāo)識(shí)符(標(biāo)識(shí)符,標(biāo)識(shí)符,...,標(biāo)識(shí)符) 單詞串
“標(biāo)識(shí)符(標(biāo)識(shí)符,標(biāo)識(shí)符,...,標(biāo)識(shí)符)”是被定義的宏，()外面的標(biāo)識(shí)符稱為宏名，()中的標(biāo)識(shí)符是宏的形式參數(shù)；宏名與其后的()之間不能有空白符。
例如：
#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(hào)包圍的串；
操作符##把兩個(gè)標(biāo)志符拼在一起，形成一個(gè)新的標(biāo)識(shí)符
#define str(expr) #expr
#define cat(x,y) x ## y
int ab=12;
printf(str(hello world!)); // 會(huì)被替換成 printf("hello world!");
printf("ab=%d\n", cat(a,b)); // 會(huì)被替換成 printf("ab=%d\n", ab); 輸出 ab=12
♦宏替換時(shí)的順序
#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(jié)果是12和f(1,2)。為什么會(huì)這樣呢，宏的解開(kāi)不像函數(shù)，由里到外。
?。?）在""內(nèi)的宏名或宏參數(shù)名不被替換
?。?）宏替換順序：一個(gè)帶參數(shù)的宏內(nèi)部調(diào)用另一個(gè)宏，參數(shù)也是一個(gè)宏，則先替換外層的宏，再替換外層宏的參數(shù)，最后替換內(nèi)層宏。
知道這些規(guī)則對(duì)于出現(xiàn)上面的結(jié)果就不難理解了。
溫馨提示：在寫(xiě)帶參數(shù)的宏替換指令時(shí)，推薦的做法時(shí)將單詞串中的每一個(gè)參數(shù)都用()括起來(lái)，整個(gè)表達(dá)式也要用()括起來(lái)；否則，替換結(jié)果可能不是你想要的，例如：
#define sqr(x) x * x
// 如果程序中的宏的引用形式為
sqr(3.0+1.0); // 經(jīng)預(yù)處理后會(huì)被替換為 3.0 + 1.0 * 3.0 + 1.0
結(jié)果與你的原意(3.0+1.0)*(3.0+1.0)不等價(jià)
c)取消宏定義
#undef 標(biāo)識(shí)符
會(huì)使宏名標(biāo)識(shí)符失去定義。如果#undef 一個(gè)沒(méi)有定義過(guò)的標(biāo)識(shí)符 也不會(huì)引發(fā)錯(cuò)誤。
4.文件包含
#include <filename> // 引用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的頭文件(編譯器將從標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)目錄開(kāi)始搜索)
#include "filename" // 引用非標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的頭文件(編譯器將從用戶的工作目錄開(kāi)始搜索)
#include 標(biāo)識(shí)符 // 標(biāo)識(shí)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：
if-line 正文
[#elif 常量表達(dá)式 正文]
...
[#else 正文]
#endif
if-line為下面中的任意一種形式：
?。?）#if 常量表達(dá)式
?。?）#ifdef 標(biāo)識(shí)符
?。?）#ifndef 標(biāo)識(shí)符
♦defined操作符用來(lái)判斷標(biāo)識(shí)符是否定義過(guò)。形式如下：
defined identifier
或
defined (identifier)
下面的
#ifdef identifier
#ifndef identifier
等價(jià)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"
?。?）#line n
行控制預(yù)處理功能為其他產(chǎn)生C源程序的預(yù)處理程序（例如數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的宿主C預(yù)編譯程序）在跟蹤被處理程序（例如被宿主C預(yù)編譯程序處理的擴(kuò)展名為.pc的預(yù)編譯源程序）的行號(hào)時(shí)提供方便，便于最終用戶的源程序查錯(cuò)和該錯(cuò)。它會(huì)使編譯器相信n（十進(jìn)制正整數(shù)）為下一個(gè)源程序行的行號(hào)，“filename”會(huì)被當(dāng)作當(dāng)前文件名。
7.生成錯(cuò)誤
#error error_messageopt
讓編譯器輸出錯(cuò)誤信息error_message
8.Pragmas
#pragma token-sequenceopt
#pragma是編譯程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)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(gè)編譯程序可能具有支持跟蹤程序執(zhí)行的選項(xiàng)，此時(shí)可以用#pragma語(yǔ)句選擇該功能。編譯程序忽略其不支持的#pragma選項(xiàng)。#pragma提高C源程序?qū)幾g程序的可移植性。
9.空指令
形如
#
沒(méi)有任何作用
10.預(yù)定義宏
C語(yǔ)言規(guī)范了5個(gè)固有的預(yù)定義宏，他們分別是
__LINE__ 當(dāng)前源程序的行號(hào)
__FILE__ 正在編譯的程序的文件名
__DATE__ 編譯的日期字符串，形如"Mmm dd yyyy"
__TIME__ 編譯的時(shí)間字符串，形如"hh:mm:ss"
__STDC__ 如果__STDC__的內(nèi)容是十進(jìn)制常數(shù)1，則表示編譯程序的實(shí)現(xiàn)符合標(biāo)準(zhǔn)C
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