编译预处理与位运算.ppt

第十章 编译预处理与位运算,【教学要求】 1了解预编译的概念，掌握宏定义的方法。 2了解“文件包含”与预处理的应用。 3了解条件编译的几种形式。 4掌握各种位运算符，运算规则和优先级。 5了解位运算的实际应用。 6了解位段的定义和应用。,第十章 编译预处理与位运算,教学要点 编译预处理 宏定义 文件包含 条件编译 位运算 位段 应用举例,编译预处理,一、含义： 编译预处理是C编译系统的一个组成部分。 二、目的： 将预处理的结果和源程序一起再进行通常的编译处理，以得到目标代码。 三、实现方法： 通过使用几种特殊的命令，在进行程序的编译之前，先对这些特殊命令进行处理。 四、主要内容： 1.宏定义; 2.文件包含; 3.条件编译.,宏定义,一、不带参数的宏定义： 1、含义：用一个指定的标识符来表示一个字符串。 2、格式: #define 标识符 字符串 其中：“标识符”被称为宏。 3、作用:使用户能以一个简单的名字代替一个长的字符串。 4、实现：在预编译时将宏名替换成字符串（宏展开）。 如：#define PI 3.14159 在程序中将标识符PI代替为“3.1415”这个字符串。 5、应用举例： 6、使用要点：,例exp10_1:分析下列的程序： #define PI 3.1415 main() float i,s,r,v; printf(“input radius:”); scanf(“%f”, ,1.宏名一般都用大写字母表示，以区别于变量; 2.宏定义只是用宏名替代一个字符串,减少了在程序中书写某些字符串的工作量,只是一个简单的代替,不作语法检查; 3.宏定义不是语句,不必再其后加上“;”; 4.#define命令出现在函数的外面,它的有效范围是定义之后到本源文件的结束; 5.可以使用#undef命令终止宏定义的有效范围; 6.在宏定义中可以进行多层的替代. #definre R 3.0 #define PI 3.1415 #define L 2*PI*R #define S PI*R*R main() printf(“L=%fnS=%fn”,L,S);,例exp10_2:分析程序写出结果. #define PI 3.1415 #define S(r) PI*r*r main() float a,area; a=3.6; area=S(a); printf(“r=%fnarea=%fn”,a,area); ,1.对于带参数的宏的展开依就是用实际参数代替宏定义时的形式参数;请注意与函数的调用存在差别。 2.在宏定义时,宏名与带参数的括号之间不应加空格,不然的话,空格也作为字符的组成部分; 3.在宏代换时,不应人为地加上括号. 例exp10_3:分析程序写出结果. #define M 3 #define N M+2 #define S(N) N*N*N main() printf(“%dn”,S(N); 运行结果为：17,文件包含,1、含义： 将一个源文件的内容完全包含在另一个文件之中. 2、一般形式：#include “文件名”（或） file1.c file2.c file1.c 3、功能：可以节省程序设计人员的重复劳动。 4、应用举例： 5、使用要点：,例exp10_3:分析程序写出结果： file.h #define PR printf #define NL n #define D “%d” #define D1 D NL #define D2 D D NL #define D3 D D D NL #define D4 D D D D NL #define S “%s”,file.c #include “file.h” main() int a,b,c,d; char str=“CHINA”; a=1,b=2,c=3,d=4; PR(D1,a); PR(D2,a,b); PR(D3,a,b,c); PR(D4,a,b,c,d); PR(S,str); ,1、一个#include命令只能指定一个被包含的文件，若要包含n个文件，应使用n个#include命令； 2、若文件1包含文件2，而文件2中要用到文件3的内容，则可在文件1中用2个#include命令分别包含文件2和文件3，而且文件3应出现在文件2之前，如下表示： file1.c #include “file3.h” #include “file2.h” . 3、文件包含可以嵌套。 4、“”与在#include中的不同： 使用“”时，系统若在源程序文件目录中找不到被包含的文件，则将按系统指定的标准方式检索其他目录； 使用时，系统只按指定的标准方式检索其他目录； 5、预编译后的包含文件和源程序文件成为一个文件，所有的extern变量将成为源程序文件中的全局静态变量。,条件编译,一、引入条件编译的原因： 只对源程序中满足条件的部分内容进行编译。 可以减少被编译的语句，从而减少目标程序的长度。 二、定义形式： 方式1： #ifdef 标识符 程序段1 #else 程序段2 #endif 三、举例：,方式2： #ifndef 标识符 程序段1 #else 程序段2 #endif,方式3： #ifdef 表达式 程序段1 #else 程序段2 #endif,例exp10_4:分析程序写出结果： #define LETTER 1 main() char str20=“C Language”,c; int i=0; while(c=stri!=0) i+; #if LETTER if(c=a ,位运算,1、位运算符的含义 位运算是指进行二进制位的运算。 2、功能： c语言提供对内存单元的二进制位的操作,使得c语言能够编写系统软件. 3、位运算符 &： 按位与 |： 按位或 ： 按位异或 ： 取反 ： 右移 （请区分逻辑移动与物理移动的用法） 4、使用要点： 5、应用：,要点： 1.位运算除以外,均为二目运算; 2.运算对象只能为整型或字符型数据. 3、各个位运算符号的使用: 1.按位与运算 (1) 清零,如果要将某个存储单元清零,则找到一个数,它的补码中的各位的值,与原来存储单元的各位的值的与运算的结果为0,则这两个数的与的结果为0,这样就可以达到使原来的单元清零的目的. 如: 00110110 & 11001001 00000000,(2).得到一个数中的某一位或某几位,只要找到一个数使得这个数某些位为1而某些位为0,需要得到的位上置1,其他位置0即可. 如: 1011010 & 0001110 0001010 2.按位或运算 要是某个数的某个固定位上为1,就可使用或运算来实现. 如: 10001101 00001111 10001111 3.异或运算规则: 参加运算的两个位,同号则结果为0,异号则结果为1.,例exp10_5:将一个数a从右边数的第47取出. 步骤: 1. 先使被取出的几位,右移成为最低位. 2.求出一个数它的最后4位均为1,其余均为0. 3.将步骤1和步骤2得到的数进行与运算. main() unsigned a, b,c d; scanf(“%o”, ,位段,位段的概念 位段的引用 使用位段的要点,位段的概念,1.位段的含义 位段是以位为单位定义长度的结构体类型中的成员. 2、位段的构成 例如:struct pack unsigned a:2; unsigned b:6; unsigned c:8; int x; data; 这个结构体类型的变量在内存中的情况为:,也可以使各个字段不恰好占满一个字节 struct pack unsigned a:2; unsigned b:6; unsigned c:4; int x; data; 则内存中的分配形式为: 此处：a,b,c共占2个字节中的12位，空闲4位, int型的x从一个新的字节开始.,对位段中数据的引用方法,1、方法：通过结构体成员来应用： 如： data.a=2; data.b=6; 2、要点： 注意每个字段的最大取值范围. 如:data.a的取值只能是:03, 因为两位二进制最大表示的数为3.,1.若某个位段要从新的存储单元开始,可以这样定义: struct pack unsigned a:2; unsigned :0; unsigned b:4; unsigned c:4; int x; data; 注意：长度为0的位段的作用是使下一个位段的内容从新的存储单元开始存放。,位段的使用要点,位段的使用要点,2.一个位段存储在同一个机器字中,不能跨字存储.如下面的定义是错误的(假设机器的字长为16位) struct pack unsigned a:2; unsigned b:5; unsigned c:10; unsigned d:4; int x; data;,3.可以定义无名字段 struct pack unsigned a:2; unsigned :5;/*空闲不用*/ unsigned b:2; unsigned c:4; int x; data;,位段的使用要点,4.位段可以用十进制的整型形式输出,也可以用其他的整型格式输出(如八进制,十六进制和无符号),位段以整型的形式参加算术运算. 分析下面的程序： main() struct pack unsigned a:2; unsigned b:3; unsigned c:1; unsigned d:4; unsigned e:3; unionstruct pack qp; unsigned i;abc; abc.i=255; printf(“%dn”,abc.qp.d);,位段的使用要点,例：分析下列程序的输出结果 #define N 2 #define CUBE(X) (X * X * X) #includestdio.h main() int iN2； iCUBE(i)； printf(“dn“，i)； 运行结果为：64,例：下列程序的输出结果是什么? #include stdio.h main() struct equip unsigned a：2； unsigned b：3； unsigned c：1； unsigned d：4； unsigned e：3； unsigned ：3； union struct equip eq； unsigned i；abc； abc.i255； printf(“dn“，abc.