详解C语言预处理器

C预处理器在预处理器在源代码编译之前，对其进行一些文本性质的操作，它的主要任务包括：

• 删除注释；
• 插入被#include指令所包含的的文件内容；
• 定义和替换由#define指令定义的符号；
• 确定代码的部分内容是否应该根据一些条件编译指令进行编译；

预定义符号

下表总结了预处理器定义的符号，它们的值是字符串常量或是十进制数字常量。

符号	样例值	含义
FILE	"name.c"	进行编译的文件名
LINE	25	文件的当前行号
DATE	"jan 31 1997"	文件被编译的日期
TIME	"18:04:30"	文件被编译的时间

define

#define的一般形式如下：

#define name staff

有了这条指令，每当有符号name出现在这条指令后面时，预处理器就会把它替换成staff.

替换文本并不仅限于数值字面常量。#define指令，可以把任何文本替换到程序中，下面有几个例子。

#define reg register
#define do_forever for(;;)
#define CASE break;case

如果定义中的staff非常长，它可以分成几行，除了最后一行之外，每行都要加上一个反斜杠（\）,如下面的例子：

#define DEBUG_PRINT printf("File % line %d:"\
                           "x=%d,y=%d,z=%d",\
                            __FILE__,__LINE__,\
                             x,y,z)

宏

#define机制包括了一个规定，允许把参数替换到文本中，这种实现通常称为宏或定义宏，下面是宏的定义方式：

#define  name(parameter_list)  stuff

• 参数列表的左括号必须与name紧邻，如果两者之间出现空白，列表参数就会被解释为stuff的一部分。
• stuff每个参数加上括号以及整个stuff加上括号避免引起歧义，如下：

define  DOUBLE(x)  ((x)+(x))

函数与宏

宏的优点或缺点:

优点：

• 使用宏比使用函数在程序的规模和速度方面更胜一筹；
• 宏与类型无关；
• 使用宏可以完成函数无法完成的操作；

缺点：

• 每次使用宏，一份宏定义的代码的拷贝都将插入到程序中——除非宏非常短，否则使用宏大幅度增加程序的长度；

 /*宏与类型无关的例子*/
#define  MAX(a,b)  ((a) > (b) ? (a) : (b)) 
/*使用宏可以处理函数无法处理的例子*/
#define  MALLOC(n,type)  ((type*)malloc((n) * sizeof(typpe)))

undef

这条指令用于移除一个宏，使用形式如下：

#undef name

如果一个现存的名字需要被重新定义，那么它的就定义必须使用#undef移除。

条件编译

在编译的过程中，如果我们可以选择某条语句或某组语句进行翻译或忽略将会很方便，条件编译能够很好的满足上述假想，有两种条件编译的形式：

• 第一种形式：

#if  constant-expression 
  statements
#endif

• 第二种形式：

#if  constant-expression 
  statements
#elif  constant-expression 
  other statements...
#else
  other statements
#endif

• constant-expression 常量表达式(字面值常量或是#define定义的符号)，由预处理器进行求值；
• 如果constant-expression为真，那么statemens被正常编译，否则被忽略；
• elif的个数没有限制，每个constant-expression 只有当前面所有的常量表达式的值都为假时才会被编译，#else子句中的语句只有当前面的所有常量表达式的值都为假时才被编译，其它情况下都被忽略。

是否被定义

测试一个符号是否被定义也是可能的，它的使用形式如下：

• 第一组等价形式：

#if defined(symbol)
#ifdef symbol

• 第二组等价形式：

# if !defined(symbol)
#ifndef symbol

嵌套指令

条件编译的指令可以相互嵌套，如下：

#if defined(OS_UNIX)
    #ifdef OPTION1
      unix_version_of_option1();
    #endif
    #ifdef OPTION2
      unix_version_of_option2();
    #endif
#elif defined(OS_MDOS)
    #ifdef OPTION2
          msdos_version_of_option2();
   #endif
#endif

文件包含

#include指令使另一个文件的内容被编译，这种替换的方式很简单：预处理器首先将这些指令删除，并用包含的内容取而代之，一个头文件被包含了多少次就实际被编译了多少次。

函数库文件的包含

函数库文件的包含使用下面的语法：

#include 

本地文件包含

本地库文件的包含使用下面的语法：

#include "filename"

处理本地头文件的一种策略就是在源文件所在的当前目录进行查找，如果该头文件未找到，编译器就像查找函数库头文件一样在标准位置查找本地头文件。

嵌套文件包含

多重包含在绝大多数情况下出现于大型程序中，他往往需要使用很多头文件，避免多重包含可以使用下面这种编写方式来编写头文件

#ifndef _HEADERNAME_H
#define _HEADERNAME_H
/*
*All the stuff that you want in the header file
*/
#endif

当头文件第一次被包含时，它正常处理，再次包含，它的所有内容被忽略。