宏简介

1.C语言在对源程序进行编译之前,会先对一些特殊的预处理指令作解释(比如之前使用的#include文件包含指令),产生一个新的源程序(这个过程称为编译预处理),之后再进行通常的编译

所有的预处理指令都是以#开头,并且结尾不用分号

2.预处理指令分3种

  1> 宏定义

  2> 条件编译

  3> 文件包含

3.预处理指令在代码翻译成0和1之前执行

4.预处理的位置是随便写的

5.预处理指令的作用域:从编写指令的那一行开始,一直到文件结尾,可以用#undef取消宏定义的作用

6.宏名一般用大写或者以k开头,变量名一般用小写

  宏定义可以分为2种:不带参数的宏定义 和 带参数的宏定义。

一、不带参数的宏定义

1.一般形式

#define 宏名 字符串 

比如#define ABC 10

右边的字符串也可以省略,比如#define ABC

2.作用

它的作用是在编译预处理时,将源程序中所有"宏名"替换成右边的"字符串",常用来定义常量.

3.使用习惯与注意

1> 宏名一般用大写字母,以便与变量名区别开来,但用小写也没有语法错误

2> 对程序中用双引号扩起来的字符串内的字符,不进行宏的替换操作。

3> 在编译预处理用字符串替换宏名时,不作语法检查,只是简单的字符串替换。只有在编译的时候才对已经展开宏名的源程序进行语法检查

 

4> 宏名的有效范围是从定义位置到文件结束。如果需要终止宏定义的作用域,可以用#undef命令

 

5> 定义一个宏时可以引用已经定义的宏名

#define R  3.0
#define PI 3.14
#define L 2*PI*R
#define S PI*R*R

举例

 #include <stdio.h>
#define COUNT 4 int main()
{
char *name = "COUNT"; printf("%s\n", name); int ages[COUNT] = {, , , }; #define kCount 4 for ( int i = ; i<COUNT; i++) {
printf("%d\n", ages[i]);
} // 从这行开始,COUNT这个宏就失效
#undef COUNT //int a = COUNT 写这个报错 return ;
}
二、带参数的宏定义
 

1.一般形式

#define 宏名(参数列表) 字符串

2.作用

在编译预处理时,将源程序中所有宏名替换成字符串,并且将 字符串中的参数 用 宏名右边参数列表 中的参数替换

3.使用注意

1> 宏名和参数列表之间不能有空格,否则空格后面的所有字符串都作为替换的字符串

2> 带参数的宏在展开时,只作简单的字符和参数的替换,不进行任何计算操作。所以在定义宏时,一般用一个小括号括住字符串的参数。

3> 计算结果最好也用括号括起来

4.与函数的区别

从整个使用过程可以发现,带参数的宏定义,在源程序中出现的形式与函数很像。但是两者是有本质区别的:

1> 宏定义不涉及存储空间的分配、参数类型匹配、参数传递、返回值问题

2> 函数调用在程序运行时执行,而宏替换只在编译预处理阶段进行。所以带参数的宏比函数具有更高的执行效率

 #include <stdio.h>
#define pingfang(a) ((a)*(a)) int main()
{
int c = pingfang(+)/pingfang(); printf("c是%d\n", c); return ;
}

条件编译的概念

在很多情况下,我们希望程序的其中一部分代码只有在满足一定条件时才进行编译,否则不参与编译(只有参与编译的代码最终才能被执行),这就是条件编译

一、基本用法

1 #if 条件1
2 ...code1...
3 #elif 条件2
4 ...code2...
5 #else
6 ...code3...
7 #endif

1> 如果条件1成立,那么编译器就会把#if 与 #elif之间的code1代码编译进去(注意:是编译进去,不是执行,跟平时用的if-else是不一样的)
2> 如果条件1不成立、条件2成立,那么编译器就会把#elif 与 #else之间的code2代码编译进去

3> 如果条件1、2都不成立,那么编译器就会把#else 与 #endif之间的code3编译进去

4> 注意,条件编译结束后,要在最后面加一个#endif,不然后果很严重

5> #if 和 #elif后面的条件一般是判断宏定义而不是判断变量,因为条件编译是在编译之前做的判断,宏定义也是编译之前定义的,而变量是在运行时才产生的、才有使用的意义

二、举个例子

 1 #include <stdio.h>
2
3 #define MAX 11
4
5 int main ()
6 {
7 #if MAX == 0
8 printf("MAX是0");
9 #elif MAX > 0
10 printf("MAX大于0");
11 #else
12 printf("MAX小于0");
13 #endif
14 return 0;
15 }

在第3行定义了一个宏MAX,当然在开发中这个MAX可能被定义在其他头文件中,现在只是为了方便演示,就写到main函数上面了。注意第7到第13行的条件编译语句。
由于MAX为11,所以#elif的条件成立,第10行代码将会被编译进去,其实编译预处理后的代码是这样的:

1 /*stdio.h文件中的内容将会代替#include <stdio.h>的位置*/
2
3 int main ()
4 {
5 printf("MAX大于0");
6 return 0;
7 }

代码变得非常简洁,输出结果:

三、其他用法

1.#if defined()和#if !defined()的用法

#if 和 #elif后面的条件不仅仅可以用来判断宏的值,还可以判断是否定义过某个宏。比如:

1 #if defined(MAX)
2 ...code...
3 #endif

如果前面已经定义过MAX这个宏,就将code编译进去。它不会管MAX的值是多少,只要定义过MAX,条件就成立。

条件也可以取反:

1 #if !defined(MAX)
2 ...code...
3 #endif

如果前面没有定义过MAX这个宏,就将code编译进去。

2.#ifdef和#ifndef的使用

* #ifdef的使用和#if defined()的用法基本一致

1 #ifdef MAX
2 ...code...
3 #endif

如果前面已经定义过MAX这个宏,就将code编译进去。

* #ifndef又和#if !defined()的用法基本一致

1 #ifndef MAX
2 ...code...
3 #endif

如果前面没有定义过MAX这个宏,就将code编译进去。

 #include <stdio.h>

 // 只要写了#if,在最后面必须加上#endif

 int main()
{
#ifndef A
//#ifdef A
//#if !defined(A)
printf("哈哈\n");
#endif return ;
}

文件包含

一、基本概念

其实我们早就有接触文件包含这个指令了, 就是#include,它可以将一个文件的全部内容拷贝另一个文件中

二、一般形式

1.第1种形式#include <文件名>

直接到C语言库函数头文件所在的目录中寻找文件

2.第2种形式 #include "文件名"

系统会先在源程序当前目录下寻找,若找不到,再到操作系统的path路径中查找,最后才到C语言库函数头文件所在目录中查找

三、使用注意

1.#include指令允许嵌套包含,比如a.h包含b.h,b.h包含c.h,但是不允许递归包含,比如 a.h 包含 b.h,b.h 包含 a.h。

下面的做法是错误的

  

2.使用#include指令可能导致多次包含同一个头文件,降低编译效率

比如下面的情况:

  

在one.h中声明了一个one函数;在two.h中包含了one.h,顺便声明了一个two函数。(这里就不写函数的实现了,也就是函数的定义)

假如我想在main.c中使用one和two两个函数,而且有时候我们并不一定知道two.h中包含了one.h,所以可能会这样做:

编译预处理之后main.c的代码是这样的:

1 void one();
2 void one();
3 void two();
4 int main ()
5 {
6
7 return 0;
8 }

第1行是由#include "one.h"导致的,第2、3行是由#include "two.h"导致的(因为two.h里面包含了one.h)。可以看出来,one函数被声明了2遍,根本就没有必要,这样会降低编译效率。

为了解决这种重复包含同一个头文件的问题,一般我们会这样写头文件内容:

  

大致解释一下意思,就拿one.h为例:当我们第一次#include "one.h"时,因为没有定义_ONE_H_,所以第9行的条件成立,接着在第10行定义了_ONE_H_这个宏,然后在13行声明one函数,最后在15行结束条件编译。当第二次#include "one.h",因为之前已经定义过_ONE_H_这个宏,所以第9行的条件不成立,直接跳到第15行的#endif,结束条件编译。就是这么简单的3句代码,防止了one.h的内容被重复包含。

这样子的话,main.c中的:

#include "one.h"
#include "two.h"

就变成了:

 1 // #include "one.h"
2 #ifndef _ONE_H_
3 #define _ONE_H_
4
5 void one();
6
7 #endif
8
9 // #include "two.h"
10 #ifndef _TWO_H_
11 #define _TWO_H_
12
13 // #include "one.h"
14 #ifndef _ONE_H_
15 #define _ONE_H_
16
17 void one();
18
19 #endif
20
21 void two();
22
23 #endif

第2~第7行是#include "one.h"导致的,第10~第23行是#include "two.h"导致的。编译预处理之后就变为了:

1 void one();
2 void two();

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