C语言基础学习day09
预处理
命令#include <stdio.h>，宏定义命令#define PI 3.1415926等。
在源程序中这些命令都放在函数之外，而且一般都放在源文件的前面，它们称为预处理部分
无参数宏定义
无参宏的宏名后不带参数。 其定义的一般形式为：
#define 标识符 字符串
其中的“#”表示这是一条预处理命令。 凡是以“#”开头的均为预处理命令。
define 为宏定义命令。“标识符”为所定义的宏名。
“字符串”可以是常数、表达式、格式串等
例如： #define PI 3.1415926
它的作用是指定标识符PI来代替数3.1415926。 在编写源程序时，所有的3.1415926都可由PI代替，而对源程序作编译时，将先由预处理程序进行宏代换，即用3.1415926表达式去置换所有的宏名PI，然后再进行编译
对于宏定义还要说明以下几点：
（一）宏定义是用宏名来表示一个字符串，在宏展开时又以该字符串取代宏名，这只是一种简单的代换，字符串中可以含任何字符，可以是常数，也可以是表达式，预处理程序对它不作任何检查。如有错误，只能在编译已被宏展开后的源程序时发现。
（二）宏定义不是说明或语句，在行末不必加分号，如加上分号则连分号也一起置换。
（三）宏定义必须写在函数之外，其作用域为宏定义命令起到源程序结束。如要终止其作用域可使用# undef命令。
（四）宏名在源程序中若用引号括起来，则预处理程序不对其作宏代换。
（五）宏定义允许嵌套，在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名。在宏展开时由预处理程序层层代换。
（六）习惯上宏名用大写字母表示，以便于与变量区别。但也允许用小写字母。
（七）可用宏定义表示数据类型，使书写方便。 例如： #define INTEGER int
（八）对“输出格式”作宏定义，可以减少书写麻烦。
#include <stdio.h> #define PI 3.1415926 #define S PI*r*r void fun(void); void main() { double s; int r; printf("Please enter the radius : "); scanf("%d", &r); s = S; printf("\n\nThe area of the roundness = %g\n\n", s); }
注意：宏定义表示数据类型和用typedef定义数据说明符的区别
区别：宏定义只是简单的字符串代换，是在预处理完成的，而typedef是在编译时处理的，它不是作简单的代换，而是对类型说明符重新命名。被命名的标识符具有类型定义说明的功能。
#include <stdio.h> #define PIN1 char* typedef char* PIN2; void main() { PIN1 x, y; PIN2 a, b; printf("By #define : %d %d\n\n", sizeof(x), sizeof(y)); printf("By typedef : %d %d\n\n", sizeof(a), sizeof(b)); }
输出结果
#include <stdio.h> #define P printf #define D "%d\n" #define F "%f\n" void main() { int a = 5, c = 8, e = 11; float b = 3.8, d = 9.7, f = 21.08; P(D F, a, b); P(D F, c, d); P(D F, e, f); }
输出结果
带参数宏定义
Ｃ语言允许宏带有参数。在宏定义中的参数称为形式参数，在宏调用中的参数称为实际参数。
对带参数的宏，在调用中，不仅要宏展开，而且要用实参去代换形参。
带参宏定义的一般形式为：
#define 宏名(形参表) 字符串
带参宏调用的一般形式为：宏名(实参表)；
例如:
#define M(y) y*y+3*y /*宏定义*/
……
k=M(5); /*宏调用*/
……
在宏调用时，用实参5去代替形参y，经预处理宏展开后的语句为：
k=5*5+3*5
#include <stdio.h> #define MAX(a,b) (a>b)?a:b void main() { int x, y, max; printf("input two numbers: "); scanf("%d %d", &x, &y); max = MAX(x, y); // max = (x>y) ? x : y; printf("The max is %d\n\n", max); }
对于带参的宏定义有以下问题需要说明：
1. 带参宏定义中，宏名和形参表之间不能有空格出现。 例如把：
#define MAX(a,b) (a>b)?a:b
写为：
#define MAX (a,b) (a>b)?a:b
2. 在带参宏定义中，形式参数不分配内存单元，因此不必作类型定义。而宏调用中的实参有具体的值。要用它们去代换形参，因此必须作类型说明。
（看example01.c）
这是与函数中的情况不同的。在函数中，形参和实参是两个不同的量，各有自己的作用域，调用时要把实参值赋予形参，进行“值传递”。
而在带参宏中，只是符号代换，不存在值传递的问题。
3. 在宏定义中的形参是标识符，而宏调用中的实参可以是表达式。 例子如下
#include <stdio.h> #define SAY(y) (y) void main() { int i = 0; char say[] = {73, 32, 108, 111, 118, 101, 32, 102, 105, 115, 104, 99, 46, 99, 111, 109, 33, 0}; while( say[i] ) { say[i] = SAY(say[i]*1+1-1); i++; } printf("\n\t%s\n\n", say); }
4. 在宏定义中，字符串内的形参通常要用括号括起来以避免出错。在上例中的宏定义中(y)*(y)表达式的y都用括号括起来，因此结果是正确的。如果去掉括号，把程序改为以下形式： 例子如下：
#include <stdio.h> #define SQ(y) (y)*(y) // y*y试试 void main() { int a, sq; printf("input a number: "); scanf("%d", &a); sq = SQ(a+1); // sq = a+1 * a+1 printf("sq = %d\n", sq); }
将例子3题目进行变态：我们现在要160 ÷ SQ(y)
#include <stdio.h> #define SQ(y) ((y)*(y)) void main() { int a, sq; printf("input a number: "); scanf("%d", &a); sq = 160 / SQ(a+1); // sq = 160 / ((a+1) * (a+1)); printf("sq = %d\n", sq); }
5. 带参的宏和带参函数很相似，但有本质上的不同，除上面已谈到的各点外，把同一表达式用函数处理与用宏处理两者的结果有可能是不同的。
#include <stdio.h> void main() { int i=1; int SQ(int y); while( i <= 5 ) { printf("%d\n", SQ(i++) ); } } int SQ(int y) { return( (y) * (y) ); }
#include <stdio.h> #define SQ(y) ( (y)*(y) ) void main() { int i = 1; while( i <= 5 ) { printf("%d\n", SQ(i++) ); } }
输出结果
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6. 宏定义也可用来定义多个语句，在宏调用时，把这些语句又代换到源程序内。看下面的例子。
#include <stdio.h> #include <string.h> #define STR(s1, s2, s3, sum) strcat( strcat( strcat(sum, s1), s2 ), s3) void main() { char str1[] = "I ", str2[] = "love ", str3[] = "Fishc.com!", str[40] = ""; STR(str1, str2, str3, str); // strcat( strcat( strcat(str, str1), str2 ), str3) printf("\n\tstr1 = %s\n\tstr2 = %s\n\tstr3 = %s\n\tStr = %s\n\n\n", str1, str2, str3, str); str[0] = 0; STR(str2, str1, str3, str); printf("\n\tstr1 = %s\n\tstr2 = %s\n\tstr3 = %s\n\tStr = %s\n\n\n", str1, str2, str3, str); }
文件包含
1. 一个include命令只能指定一个被包含文件，若有多个文件要包含，则需用多个include命令。
2. 文件包含允许嵌套，即在一个被包含的文件中又可以包含另一个文件。
3. 包含命令中的文件名可以用双引号括起来，也可以用尖括号括起来。例如以下写法都是允许的：
#include"stdio.h"
#include<math.h>
但是这两种形式是有区别的：
使用尖括号表示在包含文件目录中去查找(包含目录是由用户在设置环境时设置的)，而不在源文件目录去查找；
使用双引号则表示首先在当前的源文件目录中查找，若未找到才到包含目录中去查找。用户编程时可根据自己文件所在的目录来选择某一种命令形式。
条件编译
预处理程序提供了条件编译的功能。可以按不同的条件去编译不同的程序部分，因而产生不同的目标代码文件。这对于程序的移植和调试是很有用的。
条件编译有三种潜规则，下面分别介绍：
第一种形式： 它的功能是，如果标识符已被 #define命令定义过则对程序段1进行编译；否则对程序段2进行编译。
如果没有程序段2(它为空)，本格式中的#else可以没有，即可以写为：
第二种形式：
第三种形式：
小结
1. 预处理功能是Ｃ语言特有的功能，它是在对源程序正式编译前由预处理程序完成的。程序员在程序中用预处理命令来调用这些功能。
2. 宏定义是用一个标识符来表示一个字符串，这个字符串可以是常量、变量或表达式。在宏调用中将用该字符串代换宏名。
3. 宏定义可以带有参数，宏调用时是以实参代换形参。而不是“值传送”。
4. 为了避免宏代换时发生错误，宏定义中的字符串应加括号，字符串中出现的形式参数两边也应加括号。
5. 文件包含是预处理的一个重要功能，它可用来把多个源文件连接成一个源文件进行编译，结果将生成一个目标文件。
6. 条件编译允许只编译源程序中满足条件的程序段，使生成的目标程序较短，从而减少了内存的开销并提高了程序的效率。
7. 使用预处理功能便于程序的修改、阅读、移植和调试，也便于实现模块化程序设计。
