【C语言预处理详解(下)】--#和##运算符,命名约定,命令行定义 ,#undef,条件编译,头文件的包含,嵌套文件包含,其他预处理指令

目录

五.#和##运算符

5.1--#运算符

5.2--##运算符

六.命名约定,#undef,命令行定义

6.1--命名约定

6.2--#undef

6.3--命名行定义

七.条件编译

常见的条件编译指令:

1.普通的条件编译:

2.多个分支的条件编译(可以利用条件语句来辅助理解):

3.判断是否被定义:

4.嵌套指令:

八.头文件的包含

8.1--头文件被包含的方式:

8.1.1--本地文件包含

8.1.2--库文件包含

8.2--嵌套文件包含

九.其他预处理指令


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五.#和##运算符

5.1--#运算符

#运算符将宏的⼀个参数转换为字符串字⾯量。它仅允许出现在带参数的宏的替换列表中。

#运算符所执⾏的操作可以理解为**"字符串化"**。

当我们有⼀个变量 int a = 10; 的时候,我们想打印出: the value of a is 10 .
可以如下这样写:

define PRINT(n) printf( "the value of " #n " is " format "\n" , n);

具体代码演示:

cpp 复制代码
#include<stdio.h>
#define PRINT(n, format)  printf("the value of "#n" is "format"\n", n)

int main()
{


	int a = 10;
	//printf("the value of a is %d\n", a);
	PRINT(a, "%d");

	float f = 3.14f;
	//printf("the value of f is %f\n", f);
	PRINT(f, "%f");


	return 0;
}

我们在这里主要分析一下变量a,我们定义好宏后,用上面的方式去调用它,我们把a替换到了宏的体内,就出现了#a,而#a转换为"a"这一字符串,然后format也被"%d"替换。

我们还是看看**PRINT(a, "%d");**这一代码预处理之后的形式:

printf ( "the value of " "a" " is " "%d" "\n" , a);

运行代码就得出来我们想要的结果。

5.2--##运算符

可以把位于它两边的符号合成⼀个符号,它允许宏定义从分离的⽂本⽚段创建标识符。 ## 被称

为记号粘合
这样的连接必须产⽣⼀个合法的标识符。否则其结果就是未定义的。
这⾥我们想想,写⼀个函数求2个数的较⼤值的时候,不同的数据类型就得写不同的函数。
比如:

int int_max ( int x, int y)
{
return x > y ? x : y;
}
float float_max ( float x, float y)
{
return x > y ? x : y;
}

反复这样写形式差不多的函数太繁琐了,于是我们定义了如下所示的一个宏:

// 宏定义

define GENERIC_MAX(type) \

type type##_max(type x, type y)\
{ \
return (x>y?x:y); \
}

我们来使用这个宏,定义不同函数试试:

GENERIC_MAX( int ) // 替换到宏体内后 int##_max ⽣成了新的符号 int_max 做函数名
GENERIC_MAX( float ) // 替换到宏体内后 float##_max ⽣成了新的符号 float_max 做函数名
int main ()
{
// 调⽤函数
int m = int_max( 8 , 9 );
printf ( "%d\n" , m);
float fm = float_max( 6 .5f , 8 .5f );
printf ( "%f\n" , fm);
return 0 ;
}

最终代码实现:

cpp 复制代码
#include<stdio.h>
#define GENERIC_MAX(type) \
type type##_max(type x, type y)\
{ \
    return (x>y?x:y); \
}

GENERIC_MAX(int) //替换到宏体内后int##_max ⽣成了新的符号 int_max做函数名
GENERIC_MAX(float) //替换到宏体内后float##_max ⽣成了新的符号 float_max做函数名
int main()
{
	//调⽤函数
	int m = int_max(8, 9);
	printf("%d\n", m);
	float fm = float_max(6.5f, 8.5f);
	printf("%f\n", fm);

	return 0;
}

这里简单的举个例子帮助大家理解一下##运算符的使用,还想要更深入了解的可以去查阅一下相关资料来学习。


六.命名约定,#undef,命令行定义

6.1--命名约定

⼀般来讲函数和宏的使⽤语法很相似。所以语⾔本⾝没法帮我们区分⼆者。
我们的习惯写法是:

  • 把宏名全部⼤写
  • 函数名不要全部⼤写

6.2--#undef

--我们通常用这条指令去移除一个宏定义

undef NAME

// 如果现存的⼀个名字需要被重新定义,那么它的旧名字⾸先要被移除。

我们来看两个实际例子直观的了解一下它的使用:

例一:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>

#define M 100

int main()
{
	printf("%d\n", M);
#undef M

#define M 1000
	printf("%d\n", M);

	return 0;
}

例二:

cpp 复制代码
#include<stdio.h>
#define SQUARE(x) ((x) * (x))

int main() 
{
	int a = 10;
	int ret=SQUARE(a);
	printf("%d\n", ret);
#undef SQUARE(x)

#define SQUARE(x) ( ( x ) + ( x ) )
	int ret2 = SQUARE(a);
	printf("%d\n", ret2);
	
}

6.3--命名行定义

许多C 的编译器提供了⼀种能⼒,允许在命令⾏中定义符号。⽤于启动编译过程。
例如:当我们根据同⼀个源⽂件要编译出⼀个程序的不同版本的时候,这个特性有点⽤处。(假定某个程序中声明了⼀个某个⻓度的数组,如果机器内存有限,我们需要⼀个很⼩的数组,但是另外⼀个机器内存⼤些,我们需要⼀个数组能够⼤些。)
我们可以通过下面这种方式来实现,这里建议大家使用vs code配置相应的环境来进行操作:

cpp 复制代码
#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;
}

编译指令(linux环境演示):

//linux 环境演⽰
gcc -D ARRAY_SIZE=10 programe.c


七.条件编译

--在编译⼀个程序的时候我们如果要将⼀条语句(⼀组语句)编译或者放弃是很⽅便的,因为我们有条件编译指令。
比如: 调试性的代码,删除可惜,保留⼜碍事,所以我们可以选择性的编译。

cpp 复制代码
#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__//如果定义了就可以打印数组
		printf("%d\n", arr[i]);//为了观察数组是否赋值成功。
#endif //__DEBUG__
	}
	return 0;
}

常见的条件编译指令:

1.普通的条件编译:

if 常量表达式

//...

endif

// 常量表达式由预处理器求值。
如:

define DEBUG 1

if DEBUG

//..

endif

2.多个分支的条件编译(可以利用条件语句来辅助理解):

#if 常量表达式
//...

elif 常量表达式

//...

else

//...

endif

3.判断是否被定义:

//如果被定义了就继续

if defined(symbol)

//......

ifdef symbol

//如果没被定义就继续

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


八.头文件的包含

8.1--头文件被包含的方式:

8.1.1--本地文件包含

  1. #include "filename"
    查找策略:
  • 先在源⽂件所在⽬录下查找,如果该头⽂件未找到,编译器就像查找库函数头⽂件⼀样在标准位置查找头⽂件。
  • 如果找不到就提示编译错误。

Linux环境的标准头⽂件的路径:

  1. /usr/include

VS环境的标准头⽂件的路径:

  1. C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 12.0\VC\include
    2. // 这是 VS2013 的默认路径

我们这里注意一下,要按照自己的安装路径去找。

8.1.2--库文件包含

  1. #include <filename.h>
    查找头⽂件直接去标准路径下去查找,如果找不到就提⽰编译错误。
    这样是不是可以说,对于库⽂件也可以使⽤ " " 的形式包含?
    答案是肯定可以的,但是这样做查找的效率就低一些,而且这样也不容易区分是库⽂件还是本地⽂件 了。

8.2--嵌套文件包含

我们已经知道, #include 指令可以使另外⼀个⽂件被编译。就像它实际出现于 #include 指令的地⽅⼀样。

这种替换的⽅式很简单:预处理器先删除这条指令,并⽤包含⽂件的内容替换。
⼀个头⽂件被包含10次,那就实际被编译10次,如果重复包含,对编译的压⼒就⽐较⼤了。

我们来看看实际例子吧~

test.c:

cpp 复制代码
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"

int main()
{
	return 0;
}

test.h:

cpp 复制代码
void test();

struct Stu
{
    char name[20];
	int age;
    float score;
	
};

如果直接这样写,test.c⽂件中将test.h包含8次,那么test.h⽂件的内容将会被拷⻉8份在test.c中。
如果test.h ⽂件⽐较⼤,这样预处理后代码量会剧增。如果⼯程⽐较⼤,有公共使⽤的头⽂件,被⼤家都能使⽤,⼜不做任何的处理,那么后果不堪设想。
那我们如何解决头⽂件被重复引⼊的问题呢? 答案就是使用条件编译。

这里给大家分享两种方法:

方法一:在每个文件的开头写如下内容

ifndef TEST_H

define TEST_H

// 头⽂件的内容

endif

这个方式首先判断test.h有没有被定义,如果没有就定义一次,这样之后下次再重复出现test.h也没有用了,不符合这里的条件判断,所有可以有效的避免头文件的重复引入。

方法二:新式的现代写法

pragma once

利用这种方式同样也可以有效的避免头文件的重复引入,更简洁一点。

注意:这里给大家推荐一下《⾼质量C/C++编程指南》中附录的考试试卷的两个笔试题

  • 头⽂件中的 ifndef/define/endif是⼲什么⽤的?
  • #include <filename.h> 和 #include "filename.h" 有什么区别?

如果大家有兴趣的话可以在评论区留言后私信我,我把这本书分享给大家,这其中附录的考试试卷很有参考价值,比较重要。


九.其他预处理指令

#error

#pragma

line

...
这里就不做介绍了,感兴趣的可以⾃⼰去了解一下,建议参考《C语⾔深度解剖》学习。

pragma pack() //在结构体部分介绍过,这个指令可以改变编译器的默认对齐数


往期回顾:

【C语言预处理详解(上)】--预定义符号,#define定义常量,#define定义宏,带有副作用的宏参数,宏替换的规则,宏和函数的对比

【C语言编译与链接】--翻译环境和运行环境,预处理,编译,汇编,链接

【通关文件操作(上)】--文件的意义和概念,二进制文件和文本文件,文件的打开和关闭,文件的顺序读写 【通关文件操作(下)】--文件的顺序读写(续),sprintf和sscanf函数,文件的随机读写,文件缓冲区,更新文件

结语:本篇文章就到此结束了,继前面一篇文章后,在此篇文章中给大家分享了预处理详解中的剩余知识点,如#和##运算符,命名约定,命令行定义 ,#undef,条件编译,头文件的包含,嵌套文件包含,其他预处理指令等,到此C语言专栏的知识点分享也差不多结束了,后续笔者还会继续分享其它的内容,如果文章对你有帮助的话,欢迎评论,点赞,收藏加关注,感谢大家长久以来的支持。

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