C Primer Plus--C预处理器和C库(1)

编译程序之前,先由预处理器检查程序(因此称为预处理器)。根据程序中使用的预处理器指令,预处理用符号缩略语所代表的内容替换程序中的缩略语。
预处理器可以根据你的请求包含其他文件,还可以让编译器处理哪些代码。预处理器不能理解C,它一般是接受一些文本并将其转换成其他文本。-- (C Primer Plus中文第五版)

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写好的C文件 --> 编译器翻译,为预处理做准备
编译器翻译,为预处理做准备 --> 预处理器寻找肯能存在的预处理指令,开始预处理

预处理符号

明显常量 #define

#define定义的作用域从定义出现的位置开始直到文件的结尾。
这里表明在函数里使用#define,凡是在它定义的后面的所有函数都是可以用的:

#include <stdio.h>
void pp();
int main() {
    #define FF 10
    pp();
}

void pp(){
    printf("FF: %d ",FF);
}

输出:

FF: 10

要时刻记住:#define会把它之后的文件里的所有符合要求的文本替换掉。
每个#define行由三部分组成:

  • 指令自身 #define
  • 缩略语,即宏(macro)
    宏的名字中不允许有空格,必须遵循C变量名规则
  • 替换列表或者主体(body)

预处理器在程序中发现了宏的实例后,总会用实体代替该宏。从宏变成最终的替换文本的过程称为宏展开(macro expansion)。
宏可以分两种:

  • 类对象宏 object-like macro
    宏用来代表值
  • 类函数宏 function-like macro
    外形和作用都与函数相似
#define TWO 2;
#define PX printf("X is: %d\n",x)
#define FMT "X+1 is: %d\n"


int main() {
    int x =TWO;
    PX;
    printf(FMT,x+1);
}

输出:

X is: 2
X+1 is: 3

上面的程序其实被预处理器改成了:

int x = 2;
printf("X is: %d\n",x);
printf("X+1 is: %d\n",x+1);
//先变成int y = TWO * TWO;
int y = 2*2;
printf("y is: %d\n",y);

注意,宏展开过程中,是进行替换,并不进行计算。C编译器在编译时对所有常量表达式(只包含常量的表达式)求值,所以实际相乘过程发生在编译阶段,而不是预处理阶段。预处理器不进行计算,它只是按照指令进行文字替换操作。
宏展开过程中,会用宏的等价(即body)来替换文本,如果宏的body本身还含有宏的话,会继续展开这些宏。但是,双引号中的与宏缩略语一样的字符串无法被替换。

重定义常量

假设一个缩略语被定义后又在同文件中被定义,这样被称为重定义(redefinng a constant)。有的编译器会对这样提出警告,但允许重定义存在,有的则直接报错。

#define SIX 3 * 3
#define SIX 3   *   3
//上面这样的重定义会被编译器认为是重复定义,是相同的

#define SIX 3*3
//这样的重定义与上面两种是不同的

#define中使用参数

类函数宏的定义中,用圆括号阔气一个或多个参数,随后这些参数出现在替换部分。

#define SQUARE(X) X*X
//一个参数X

//使用
int y = SQUARE(2);

宏调用和函数调用存在着区别:
程序运行时,函数调用把参数的值传递给函数,而编译前,宏调用把参数的语言符号传递给程序,仅仅是替换字符,而不计算。

#define  SQUARE(X) X*X
int main() {
    int x = 2;
    int y = SQUARE(x);
    printf("SQUARE(x) is: %d\n",y);
    printf("SQUARE(x+2) is: %d\n",SQUARE(x+2));
}

输出:

SQUARE(x) is: 4
SQUARE(x+2) is: 8

按理说square(2+2)应该是16啊,怎么会是8呢?原来像刚才上面说的,预处理只是替换,因此SQUARE(x+2)中的Xx+2替换,最后成了x+2*x+2*优先级高,,因此程序运行时先计算2*x,再加上x2,也就成了8。要想实现平方的效果,需要重新定义:

#define SQUARE(X) ((X)*(X))

即使这样定义,还是无法避免自增、自减情况下的错误:

int x = 3;
int a = SQUARE(++x);

这里替换成++x字符后,进行了两次增量运算,最后结果肯定不是平方了。因此,在宏中不要使用增量或减量运算符而且一定要充分的使用圆括号来保证正确的运算顺序

在类函数宏中使用#运算符

上面说了在引号表示的字符串无法替换掉宏参数,,但是使用#预处理运算符,可以把传入的参量转化为文本替换到字符串里。

#define SQUARE(X) (X)*(X)

#define PF(X) printf("The square of " #X " is : %d\n",SQUARE(X))
int main() {
    int x = 10;
    PF(x);
    PF(2+4);
}

输出:

The square of x is : 100
The square of 2+4 is : 36
在宏中使用##运算符

##运算符把两个语言符号组合成单个语言符号:

#define XVAR(X) x ## X

int XVAR(2) = 11;//声明了一个标识符为x2的变量
可变宏:...__VA_ARGS__

宏定义中参数列表的最后一个参数为省略号,预定义宏__VA_ARGS_就可以被用在替换部分,以代表省略号省略了什么。

#define PF(X,...) printf("Result " #X " : " __VA_ARGS__)

int main() {
    PF(1,"%d\n",10);
    PF(2,"%d's power is %d\n",4,16);
}

输出:

Result 1 : 10
Result 2 : 4's power is 16

省略号只能代替最后的宏参数。

#define WRONG(X, ... ,Y) #X #__VA_ARGS__ #Y)//错误

这里有个有趣的现象:一般想要打印字符串,字符串都得用双引号括起来,这里不用:

#define STRING(... ) #__VA_ARGS__

int main() {
    printf(STRING(abcdefg));
}

输出:

abcdefg
posted @ 2018-11-10 19:48  bobliao  阅读(198)  评论(0编辑  收藏  举报