C语言预处理器

C语言预处理程序是不是编译器的一部分,只不过在编译过程中的一个单独的步骤。在简单来说,C语言预处理器只是一个文本替换工具,它们指示编译器实际编译之前需要做预处理。我们参考C语言预处理器如CPP。

所有的预处理命令以一个井号(#)。它必须是第一个非空字符,并且为便于阅读,一个预处理指令应该开始第一列。以下部分列出了所有重要的预处理指令:

指令 描述
#define 替代预处理宏
#include 从另一个文件中插入一个特殊的头
#undef 取消定义预处理宏
#ifdef 返回true,如果这个宏定义
#ifndef 返回true,如果该宏没有被定义
#if 测试是否编译时条件为true
#else 用于可选#if
#elif #else 一个 #if 在一条语句
#endif 结束预处理条件
#error stderr上打印错误信息
#pragma 问题特殊命令给编译器,使用一个标准化的方法

预处理程序示例

分析下面的实施例来理解各种指令。

#define MAX_ARRAY_LENGTH 20

这个指令告诉CPP更换MAX_ARRAY_LENGTH实例使用值为20,使用#define定义的常量以增加可读性。

#include <stdio.h>
#include "myheader.h"

这些指令告诉CPP从系统库得到stdio.h中的文本添加到当前的源文件。下一行告诉CPP获得myheader.h从本地目录和内容添加到当前的源文件。

#undef  FILE_SIZE
#define FILE_SIZE 42

这告诉CPP取消现有FILE_SIZE定义,并把它定义为42。

#ifndef MESSAGE
   #define MESSAGE "You wish!"
#endif

这告诉CPP定义只有在MESSAGE尚未定义时,定义MESSAGE。

#ifdef DEBUG
   /* Your debugging statements here */
#endif

这告诉CPP执行过程中,DEBUG是否被定义在语句包围内。如果通过-DDEBUG标志gcc编译器在编译的时候是非常有用的。这将定义DEBUG,这样就可以在编译过程中打开和关闭调试。

预定义宏

ANSI C定义了许多宏。虽然每一个都可以在编程的使用中,预定义的宏不应直接修改。

描述
__DATE__ 当前日期作为字符文字“MMM DD YYYY”格式
__TIME__ 当前时间作为一个字符文字的“HH:MM:SS”格式
__FILE__ 这包含了当前的文件名作为一个字符串
__LINE__ 这包含当前行号为十进制常数
__STDC__ 定义为1时,编译器符合ANSI标准

让我们来试试下面的例子:

#include <stdio.h>

main()
{
   printf("File :%s
", __FILE__ );
   printf("Date :%s
", __DATE__ );
   printf("Time :%s
", __TIME__ );
   printf("Line :%d
", __LINE__ );
   printf("ANSI :%d
", __STDC__ );

}

当在一个文件test.c的上述代码被编译和执行时,它产生了以下结果:

File :test.c
Date :Jun 2 2012
Time :03:36:24
Line :8
ANSI :1

预处理器运算符

C预处理器提供以下运算符,以帮助创建宏:

宏延续 ()

宏通常必须包含在一行。宏延续运算符用于继续宏太长了的一行。例如:

#define  message_for(a, b)  
    printf(#a " and " #b ": We love you!
")
字符串大小 (#)

字符串大小或数字符号运算符('#'),当在宏定义中使用,将一个宏参数字符串常量。此运算符可使用仅在具有特定的参数或参数列表的宏。例如:

#include <stdio.h>

#define  message_for(a, b)  
    printf(#a " and " #b ": We love you!
")

int main(void)
{
   message_for(Carole, Debra);
   return 0;
}

让我们编译和运行上面的程序,这将产生以下结果:

Carole and Debra: We love you!

令牌粘贴 (##)

令牌粘贴运算符(##)中的宏定义结合了两个参数。它允许在宏定义两个独立的令牌被加入到一个单一的令牌。例如:

#include <stdio.h>

#define tokenpaster(n) printf ("token" #n " = %d", token##n)

int main(void)
{
   int token34 = 40;
   
   tokenpaster(34);
   return 0;
}

让我们编译和运行上面的程序,这将产生以下结果:

token34 = 40

它是如何发生的,因为这个例子将从预处理器的实际输出结果如下:

printf ("token34 = %d", token34);

这个例子显示了令牌 ##n为进令牌34,在这里我们使用了两个字符串和令牌粘贴拼接。

defined() 操作符

预处理器定义的运算符采用的是常量表达式,以确定是否一个标识符使用#define定义。如果指定的标识符被定义,则该值是真(非零)。如果符号没有定义,值为false(零)。定义的运算符规定如下:

#include <stdio.h>

#if !defined (MESSAGE)
   #define MESSAGE "You wish!"
#endif

int main(void)
{
   printf("Here is the message: %s
", MESSAGE);  
   return 0;
}

让我们编译和运行上面的程序,这将产生以下结果:

Here is the message: You wish!

参数宏

CPP其中的一个强大的功能是模拟使用参数化的宏功能的能力。例如,我们可能有一些代码方数如下:

int square(int x) {
   return x * x;
}

我们可以使用宏如下改写上面的代码:

#define square(x) ((x) * (x))

宏带参数必须使用#define指令可以在使用之前进行定义。参数列表被括号括起来,而且必须紧跟在宏名。空格在宏观名和左括号之间不允许的。例如:

 
 
#include <stdio.h>

#define MAX(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y))

int main(void)
{
   printf("Max between 20 and 10 is %d
", MAX(10, 20));  
   return 0;
}

让我们编译和运行上面的程序,这将产生以下结果:

Max between 20 and 10 is 20
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