【c++】c语言入门到c++使用高手: c语言入门之编译预处理(一)

第八章 编译预处理(一)

• 一个项目可以通过编译链接,最终形成一个可执行文件,每个源文件(.cpp),都会单独编译,
  编译成一个目标文件(.o也可能是.obj,扩展名和操作系统有关),系统把这些.o文件进行链接,最终形成一个可执行文件

• 编译干了些什么?笼统的说:词法\语法分析,目标文件(临时生成)的生成,优化之类的

• 详细的说

1. 预处理
2. 编译:词法,语法分析,目标代码生成,优化,产生一些临时文件
3. 汇编:产生.o(.obj)目标文件

• 预处理是干什么的?
  在源程序.cpp中加入一些特殊的代码(特殊的命令),这些特殊代码有些特殊的能力,提供一些特殊的功能,
  编译系统会对这些特殊代码做处理,这个就叫"预处理",处理结果再和源程序代码一起进行步骤2编译,步骤3汇编

• c语言一般提供三种预处理功能:

1. 宏定义
2. 文件包含
3. 条件编译

这三种功能也是通过在程序中写代码来实现的,只不过这些代码比较特殊,都是以#开头

第一节 宏定义

1. 不带参数的宏定义

用一个指定的标识符来代表一个字符串
一般形式:#define 标识符/宏名 字符串

// 不带参数的宏定义,用PI来代替"3.1415926"这个字符串 //程序源码中,我们写的是PI,在编译预处理时,所有写成PI的位置都会替换成3.1415926 #define PI 3.1415926

• 优点

1. 用一个简单的名字代替一个长字符串,所以这个标识符也被叫做宏名,在预编译时将宏名替换成字符串的过程叫做宏展开
2. '#define就是宏定义命令
3. 增加了修改的方便性,为修改提供了极大的便利,这种便利被很频繁的使用,提高了程序的可移植性

• 说明

1. 宏名一般都用大写字母,这是一种习惯
2. 宏定义(#define)不是C语句,所以不必在行末添加分号,如果加分号的话,则连分号会被一起替换
3. (#define)命令出现在程序中函数的外部(一般在.cpp文件开始),宏名的有效范围是#define之后,到本源文件结束,不能跨文件使用
4. 可以用#undef命令终止宏定义的作用域
5. 用#define进行宏定义是,可以引用已经定义的宏
6. 字符串内的字符,即便与宏名相同,也不进行替换(不替换双引号内的字符)

#include <iostream> # define PI 3.1415926 # define DPI 2*PI //引用已经定义的宏PI,末尾也不要加分号 //# undef PI //终止PI的宏定义 int main() { printf("PI: %f\n", PI);// ==> printf("%f\n", 3.1415926); float ftmp; ftmp = 2 * PI; //这种替换不做语法检查,替换完之后直接参与乘法运算 printf("ftmp: %f\n", ftmp); return 0; }

2. 带参数的宏定义

一般形式如下: #define 宏名(参数表) 字符串,也是用右边"字符串"代替宏名(参数表)

• 一般字符串中都会包含参数表中所指定的参数,但是不包含也可以,但是没
  有意义(例如:#define S(a, b) a)

#include <iostream> #define S(a, b) a*b int main() { int tmp = S(2, 3); // ==> 2*3 printf("S(2, 3): %d\n", tmp);// ==> printf("%f\n", 3.1415926); return 0; }

• 总结:

1. 对一般形式中字符串,如果字符串中有宏名后列出的参数(比如a,b),则将程序语句中相应的实参(常量,变量,表达式)
   代替形参,如果字符串中参数不是参数字符,则保留(例如"*")

• 说明

1. 如果形式参数接收的是表达式,要加上括号(防止错误,见下例)
2. 宏定义宏名和带参数的括号之间不能加空格,否则,空格以后的字符都会作为替代字符串的一部分

#include <iostream> #define PI 3.1415926 #define S(r) PI*r*r //注意S和(r)之间没有空格 int main() { float tmp = S(2); // ==> 2*3 printf("S(2): %f\n", tmp); //如果输入1+5 tmp = S(1+5); // ==> PI*1+5*1+5 printf("S(1+5): %f\n", tmp); //所以要加括号 tmp = S((1+5)); // ==> PI*1+5*1+5 printf("S((1+5)): %f\n", tmp); return 0; }

• 宏定义和函数的区别

1. 函数调用是先求出实参表达式的值,然后带入形参,带参数的宏只进行简单的字符替换,并没有求表达式的值

2. 函数调用是在程序运行时处理,分配临时内存,宏展开是在编译时进行的,展开时不分配内存,也没有返回值,值传递的说法.

3. 宏的参数没有类型的说法,只是个符号,展开时带入指定字符串中,就是替换

4. 使用宏次数多时,宏展开后源程序变长,函数调用不会使源程序变长

5. 宏替换只占用编译时间,不占用运行时间,函数调用占用运行时间(分配内存,传递参数,返回值)

6. 宏替换复杂语句,宏替换多行语句

#include <iostream> // 宏替换复杂语句 # define MAX(a, b) a>b?a:b // 宏替换多行语句 # define MACROTEST do{printf("test\n");} while(0) // 加上反斜杠即可分行 # define MACROTEST_1 do{\ printf("test\n");\ } while(0) int main() { int max_n = MAX(4, 7); printf("MAX(4, 7): %d\n", max_n); MACROTEST; MACROTEST_1; return 0; }