第6章 编译预处理.ppt

1、本章要求：,掌握无参数宏和带有参数宏定义和使用方法； 掌握文件包含的使用方法； 掌握条件编译的使用。,本章难点： 带有参数宏定义和使用方法,本章重点： 无参数宏和带有参数宏定义和使用方法,第6章 编译预处理,第6章 编译预处理,所谓编译预处理，指的是在源程序文件中，加入“编译预处理命令”，使编译程序在对源程序进行通常的编译之前，先对这些特殊的命令进行“预处理”，然后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（OBJ文件）。 6.1 宏定义 #define 6.2 文件包含命令 #include 6.3条件编译命令,在语言源程序中允许用一个标识符来表示一个字符串，称为“宏”。

2、被定义为“宏”的标识符称为“宏名”。在编译预处理时，对程序中所有出现的“宏名”，都用宏定义中的字符串去代换，这称为“宏代换”或“宏展开”。 宏是由源程序中的宏定义命令# define来定义的。宏代换是由预处理程序自动完成的。 在语言中，“宏”分为有参数和无参数2种。,6.1 宏定义 #define,6.1 宏定义 #define,6.1.1 无参宏定义 一般形式： #define 标识符 字符串 它的作用是用一个指定的标识符来代表一个字符串。常使用宏定义命令 #define 定义符号常量，若有如下定义： #define PI 3.1415926535 即用标识符（称为“宏名”）PI来代表字符串

3、“3.1415926535”。 在编译预处理中，即以3.1415926535代替源程序中出现的PI （这个过程称为“宏展开”）。如程序中的s=PI*r*r等效于s=3.1415926535*r*r。,6.1.1 无参宏定义,说明： （1）标识符（宏名）命名，遵守C语言标识符的命名规则。为便于与一般变量区别，宏名常采用大写字母。 （2）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。如例6-1中有定义： #define PI 3.1415926 #define S PI*r*r /* PI是已定义的宏名*/ 在编译预处理时，语句printf(“The A

4、rea=%lfn”,S); 经宏代换后变为： printf(The Area=%lfn,3.1415926*r*r); 注意：若替换的字符串中含有其它字符（如上题中的r），一般要在引用宏的程序需要定义，否则编译时会出现标识符（变量）未定义的错误。,6.1.1 无参宏定义,（3）宏定义是用宏名代表字符串，仅作简单置换，不分配内存空间，编译预处理时不检查语法。只有在源程序被宏展开后，进行编译时才作语法检查。 下列的宏定义都不可取： #define PI =3.1415926535 /* 多了等号*/ #define PI 3.1415926535; /* 多了分号*/ 上述宏定义对于同一个语句：

5、s=PI*r*r; 宏展开后分别为： s=3.1415926535*r*r; s=3.1415926535; *r*r; 显然有语法错误！,6.1.1 无参宏定义,（4）宏替换只对单独的宏名单词进行，对于括在引号中的字符串不起作用。若有宏定义：#define MAX 500 对于下列语句： int MAXICOAT=10; /* MAX不是独立单词，不替换*/ printf(“MAX=”, MAX); /*前面的MAX在引号中，不替换；后面的要替换*/ （5）宏定义必须写在函数之外，宏名的有效范围为定义命令之后到该源文件结束，也可以使用 #undef 命令来提前终止宏名的作用域。 #defin

6、e MAX 500 宏名MAX的有效范围 #undef MAX 宏名MAX在此处无效,6.1.1 无参宏定义,有效地利用宏定义可以简化程序，如对输出格式的宏定义，看下面的例6-2 #define PR printf #define NL n #define D %d #define F %f #define S %s void main() int a=5,b=8; float x=4.3,y=2.7108; char ch=You are good!; PR(D F NL,a,x); /*即为 printf(%d %f n, a,x); */ PR(D D F F NL,a,b,x,y);

7、PR(S NL,ch); ,程序的运行结果为： 5 4.300000 5 8 4.300000 2.710800 You are good!,6.1 宏定义 #define,6.1.2 有参宏定义 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)； 宏定义：#define MAX(x,y) xy?x:y 宏调用：z= MAX(3,4); 宏展开：z=34?3:4;,6.1.2 有参宏定义,例6-

8、3 用定义带参数宏来改写例6-1的程序，输入一个圆的半径，输出圆的面积。定义带参数的宏S(r)，程序如下 #define PI 3.1415926535 #define S(r) PI*r*r void main() float a, area; a = 5; area = S(a); /*宏展开为area=3.1415926535*a*a;*/ printf(r=%fnarea=%fn,a,area); ,这样可以解决，无参数宏定义中，替换字符串中含有其他字符，编译时出现标识符（变量）未定义错误的情况。,6.1.2 有参宏定义,说明： （1）带参数的宏展开时，是用实参字符串替换形参字符串，由

9、于运算符的优先级问题，可能发生的逻辑错误。比较好的办法是宏定义的形参加括号。对比下面两个例子： 例一，宏定义：#define S(r) 3.14*r*r 宏调用语句：area = S(a+b); 宏展开后：area =3.14*a+b*a+b; 例二，宏定义： #define S(r) 3.14*(r)*(r) 宏调用语句：area = S(a+b); 宏展开后：area =3.14*(a+b)*(a+b),6.1.2 有参宏定义,（2）宏定义时，宏名与参数表间不能有空格，否则将作为无参数宏来处理。如有定义：#define MAX (x,y) xy?x:y 则认为MAX为宏名，而(x,y) x

10、y?x:y为替代字符串，则易产生错误。 （3）带参数的宏和函数有相似之处，它们都有形参实参的概念，并要求形参实参的数目相同，一一对应。但两者实现的过程是不同的。 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。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。,6.1.2 有参宏定义,下面通过例6-4与例6-5来说明它们的区别。,6.1.2 有参宏定义,函数调用和宏调用二者在形式上相似，在本质上是

11、完全不同的。现将它们的区别归纳如表6-1所示：,表6-1 带参数的宏和函数,6.1.2 有参宏定义,（4）宏定义中，若替换字符串中的形式参数在引号中，则宏展开时不被实参替换。但如果在替换字符串中，形式参数以#作为前缀，那么宏展开时它将被带引号的实参字符串替换，如： #define MYPRINT1(exp) printf(exp=%dn,exp) #define MYPRINT2(exp) printf(#exp=%dn,exp) void main() MYPRINT1(2+3);/*宏展开 print(exp=%dn,2+3); */ MYPRINT2(2+3);/*宏展开 print(2

12、+3 =%dn,2+3); */ /*其中字符串被连接起来，即print(2+3=%dn,2+3); */ 运行结果如下：exp=5 2+3=5,6.2 文件包含命令 #include,所谓“文件包含”，是指一个原文件可以将另外一个原文件的所有内容包含进来。其使用格式为： # include “文件名” 或：# include 例如，在前面我们已多次用此命令包含过库函数的头文件： #include “stdio.h” /* 包含标准输入输出头文件*/ #include “math.h” /* 包含数学函数头文件*/ #include “string.h” /* 包含字符串处理函数头文件*/ 文

13、件包含命令的功能是在预处理时，把“文件名”指定的文件内容复制到本文件（即是用指定文件的内容去替换# include命令行），再对合并后的文件进行编译。,6.2 文件包含命令 #include,main() abc(); , int abc() xyz();. ,int xyz() . ,File1.c,File2.c,File3.c,6.2 文件包含命令 #include,若例6-6 改写例6-3为两个文件。 文件一：文件名为Area.h；文件内容如下： #define PI 3.1415926535 #define S(r) PI*r*r 文件二：文件名为myfile.c；文件内容如下： #

14、include Area.h /*在预处理时，此处替换为文件Area.h的内容*/ void main() float a, area; a = 5; area = S(a); printf(r=%fnarea=%fn,a,area); ,6.2 文件包含命令 #include,说明： （1）#include命令中，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：#includestdio.h #include 如果文件名是用引号括起来的，那么就先在源程序所在的位置查找该文件，若找不到，再到存放C库函数头文件所在的目录中去查找；如果文件名是用尖括号“”括起来的，那么直接

15、到存放C库函数头文件所在的目录中去查找。,6.2 文件包含命令 #include,（2）一个#include命令只能包含一个文件，如果要包含多个文件，要用多个#include命令。当然，被包含的文件本身也可以使用#include命令去包含别的文件，即使用嵌套的文件包含。,6.2 文件包含命令 #include,（3）从理论上说，#include命令可以包含任何类型的文件，只要这些文件的内容被扩展后符合C语言语法。一般#include命令用于包含扩展名为.h的“头文件”，如stdio.h、string.h、math.h。在这些文件中，一般定义符号常量、宏，或声明函数原型。 （4）被包含的文件与其

16、所在的文件，在预处理后，成为一个文件，因此，如果被包含文件定义有全局变量，在其所在文件中不必用extern关键字声明。但一般不在被包含文件中定义变量。,6.3 条件编译命令,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。 条件编译有三种形式，本节分别介绍：,1第一种形式： #ifdef 标识符 程序段1 #else 程序段2 #endif,2第二种形式： #ifndef 标识符 程序段1 #else 程序段2 #endif,3第三种形式： #if 表达式 程序段1 #else 程序段2 #endif,6.3 条件编译命令,功能说明： 1第一种

17、形式：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. 2第二种形式：如果标识符未被#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。这与第一种形式的功能正相反。 3第三种形式：表达式为常量整型表达式（其中不能包含sizeof、强制类型转换运算符或枚举常量），如表达式的值为真(非0)，则对程序段1 进行编译，否则对程序段2进行编译。,6.3 条件编译命令,例6-7 根据是否定义VOL宏,决定是计算球的体积还是表面积： #define PI 3.1415926 #define VOL(r) 4.0/3*PI*(r)*(r)*(r) void main() double r,v,s; printf(Enter The Radiusn); scanf(%lf, #endif ,程序中,如果没第2行的宏定义，系统编译求球体表面积的那一段程序，而计算体积的那段程序就不编译。 读者思考，如果不用条件编译，而改用if条件语句来控件是可也可以做到。,本章小结,（1）预处理功能是语言特有的功能，它是在对源程序正式编译前由预处理程序完成的。使用预处理功能便于程序的修改、阅读、移植和调试，也便