预处理和动态存储分配.pptVIP

第13章 编译预处理和动态 存储分配,高级语言的源程序,编译、连接,目标代码。,编译预处理,上机过程：,13.1 编译预处理 在C编译程序对源程序进行编译前，由编译预处理程序对预处理命令行( 以#号开始的预处理命令行 )进行处理, 然后对预处理后的源程序进行编译、连接，产生可执行的目标代码。,C主要提供三种预处理命令: 宏定义、文件包含和 条件编译。本章重点介绍前两种。 1. 宏定义(宏替换) 有两种：不带参数宏定义和带参数宏定义。 (1) 不带参数宏定义形式 define 宏名 替换文本 其中：宏名 是用户定义的标识符。 替换文本 是字符串。 作用：编译预处理程序对源程序中所有表示宏名的标 识符用字符串来替换。 例如：#define N 100 编译预处理程序对源程序中所有N用100替换。,例：使用不带参数的宏定义。 #define N 10 void main() int aN,i; for(i=0;iN;i+)ai=i*i; for(i=0;iN;i+)printf(“%d “,ai); printf(“n”); 说明： 1)表示宏名的标识符习惯用大写字母表示，以便与变 量名区别，这并非规定。 2)宏定义的位置一般写在程序的开头。,3)替换文本中可包含已定义过的宏名。 例： #define PI 3.14159 #define N 100 #define M N*PI 最后一个宏定义，编译预处理程序对源程序中所有M用100*3.14159替换。 4)宏定义行的最后一个字符是”，表示下一行内容 是本行的续行。 例： #define LEAP_YEAR year % 4 = 0 ,例：不带参数的宏定义。 #define PR printf(“n”) void main ( ) int i ,j ,k; i=15; j=9; printf(“%d %d”, i+j, i-j); PR; /* 展开：printf(“n”) */ printf(“%d %d”, i*j, i/j); PR; /* 展开：printf(“n”) */ ,(2) 带参数的宏定义形式 #define 宏名(形参表) 替换文本 其中：宏名 是用户定义的标识符。 形参表 指定的形参(由标识符命名)，形参之 间用逗号分开。 替换文本 是字符串(通常包含指定的形参)。 作用：编译预处理程序对源程序中出现的带实参的宏 ，用实参对#define命令行中的替换文本(字符 串)中形参进行替换。 例如：#define F(x,y) x*x+y*y int d1; d1=F(3,2)+10; /* d1=3*3+2*2+10; */ 把实参3和2代替宏定义中形参x和y，即F(3,2)表示3*3+2*2 。,例：带参数的宏定义。 #define M(x,y) xy?x:y void main ( ) int i ,j ,k; i=5; j=10; k=10*M(i, j); /* 展开：k=10*510?5:10; */ printf (“%dn”,k) 说明： 1)调用带参数的宏时，实参与形参的个数应相同。 2)实参可以是常量、变量或表达式形式。 3)带参数宏替换与函数调用有类似之处，但前者对参,数没有类型的要求。 4)宏替换中，实参不能替换双引号中的形参。 5)与不带参数的宏定义一样，同一个宏名不能重复定 义。 (3) 终止宏定义形式 #undef 已定义宏名 例如： #define PI 3.14159 main( ) #undef PI 从终止宏定义(#undef PI)后PI无定义，不代表3.14159了。,使用宏定义的优势： 1) 宏替换不占程序运行时间，只占编译时间。 2) 便于阅读 3) 修改方便 注意： 宏定义最后没有“ ；” 。,2. 文件包含 就是在一个文件中，将已有的另外一个文件的全部内容包含进来。 由于C的库函数很多，将这些函数根据类型不同分类, 分别放在不同的文件中(例如, 数学函数：math.h 、输入/出： stdio.h 、 字符函数： ctype.h 、字符串：string.h 、动态分配：malloc.h 其它：tdlib.h 。)，编程时，使用哪个文件中的函数, 将该文件用文件包含的形式，写在程序的前面 。 C语言提供了#include 命令行， 实现“文件包含”功 能，其一般形式为: #include “文件名” 或 #include ,编译预程序将用指定的文件中的内容替换此命令行。 如果文件名用双引号括起来时，系统先在用户当前 目录查找要包含的文件，若找不到，再按标准方式（系 统指定的目录）查找；如果文件名用尖括号括起来时， 按标准方式查找。 说明： 1) #include 命令行的位置一般写在源程序的开头，文 件名后缀不一定是“.h”。 2) 包含文件(头文件)中，可包含一些 #define 命令行、 外部说明或对库函数的原形说明。 例: 将格式宏做成头文件format.h 。 头文件format.h内容如下：,#define PR printf #define NL “n” #define D “%dn” #define S “%s” 主文件 file1.c 内容如下： #include #include void main ( ) int a=2 ,b=4; char st =“CHINA”; PR(D,a); /* 展开：printf(“%dn”,a) */ PR(D,b); /* 展开：printf(“%dn”,b) */ PR(S,st); /* 展开：printf(“%s”,st) */ PR(NL); /* 展开：printf(“n”) */ ,3)当包含文件(头文件)修改后，对包含头文件的源程序 必须重进行编译连接。 4)在一个程序中允许有多个#include 命令行。 5)在包含文件(头文件)中还可以其他文件。 例：在包含文件(头文件) file2.h中包含文件file3.h 。 见下面图示： file1.c file2.h file3.h,例：文件包含的程序。 #include #include #include void main() float x,y; char s1 =”book”,s220; x=1.5; y=sqrt(12*a)+sin(a*3.1416/180); strcpy(s2,s1); printf(“%fn”,y); printf(“%sn”,s2); ,说明： 包含文件也可以是自己 编的一些函数，放在一个文件中，使用时只要在程序前部包含进去，文件中的函数可以在程序中调用，节省程序开发时间。,3. 条件编译 有条件的对源程序的某部分进行编译，减少目标代码的存储空间。有三种形式： 形式1： #ifdef 标识符 程序段1 #else 程序段2 #endif 标识符 #define 定义过，则程序段1被编译，否则 ，程序段2被编译。,可选,形式2： #ifndf 标识符 程序段1 #else 程序段2 #endif 标识符没用#define 定义过，则程序段1被编译， 否则，程序段2被编译。,形式3： #if 表达式 程序段1 #else 程序段2 #endif 表达式为非0，则程序段1被编译，否则，程序段2被编译。,13.2 动态存储分配 在程序执行期间根据需要可动态分配存储空间,不用时可释放。C语言提供的四个标准函数：malloc 、 calloc 、free 和 realloc 可实现前述功能。 1. malloc函数和free函数 (1) malloc函数调用形式 malloc(size); 其中: size 它的类型为unsinged int 。 功能：分配size个字节存储间。返回指向存储空间首地 址的基类型为void的地址。若分配的存储空间不 足，函数返回空(NULL)。,(2) free函数调用形式 free(P); 其中: P 类型为指针变量，指向动态分配的地址。 功能：将指针P所指的存储空间释放。(无函数返回值) 例: 函数malloc和free的使用。 short int *pi; float *pf; pi=(short *)malloc(2); /*pi指向short int 2个字节地址*/ pf=(float *)malloc(4); /*pf指向float 4个字节地址*/ free(Pi); /* 释放指针Pi所指的存储空间 */ free(Pf); /* 释放指针Pf所指的存储空间 */,在申请动态存储空间时，若不能确定数据类型所占字节数，可以使用sizeof运算符来求得。 例如： short int *pi; float *pf; pi=(int *)malloc( sizeof(int) ); pf=(float *)malloc( sizeof(float) ); 这是一种常用的形式。,2. calloc函数 调用形式: calloc(n,size); 其中: n,size 类型均为unsin