C语言-预处理详解

1 预定义符号

__FILE__       //进行编译的源文件
__LINE__      //文件当前的行号
__DATE__     //文件被编译的日期
__TIME__      //文件被编译的时间
__STDC__    //如果编译器遵循ANSI C，其值为1，否则未定义

2 #define

2.1#define 定义标识符常量

 在预处理中，替换后：

 

在define定义标识符的时候，要不要在最后加上 ;  ?

 在预处理中，替换后：

建议不要加上 ;  , 这样容易导致问题。

2.2#define 定义宏

#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（macro）或定义
宏（define macro）。

下面是宏的申明方式：
#define name( parament-list ) stuff
其中的 parament-list 是一个由逗号隔开的符号表，它们可能出现在stuff中。
注意：
参数列表的左括号必须与name紧邻。
如果两者之间有任何空白存在，参数列表就会被解释为stuff的一部分。

例如：

在预处理中，替换后：

 

 例如：

 代码执行结果：

这个宏存在一个问题： 为什么是21而不是100？

int r = SQUART(a + 1);

替换后：int r = a + 1*a + 1，所以结果是21而不是121

在宏定义上加上括号，这个问题便轻松的解决了：
#define SQUARE(x)   ((x)*(x))
这样预处理之后就产生了预期的效果：
替换后：int r = ((a + 1)*(a + 1))

  

所以用于对数值表达式进行求值的宏定义都应该用这种方式加上括号，避免在使用宏时由于参数中的操作符或邻近操作符之间不可预料的相互作用。

#define 替换规则
在程序中扩展#define定义符号和宏时，需要涉及几个步骤。
1. 在调用宏时，首先对参数进行检查，看看是否包含任何由#define定义的符号。如果是，它们首先被替换。
2. 替换文本随后被插入到程序中原来文本的位置。对于宏，参数名被他们的值所替换。
3. 最后，再次对结果文件进行扫描，看看它是否包含任何由#define定义的符号。如果是，就重复上述处理过程。
注意：
1. 宏参数和#define 定义中可以出现其他#define定义的符号。但是对于宏，不能出现递归。
2. 当预处理器搜索#define定义的符号的时候，字符串常量的内容并不被搜索。

2.3#和##的作用：

1.使用 # ，把一个宏参数变成对应的字符串。

2.##可以把位于它两边的符号合成一个符号。它允许宏定义从分离的文本片段创建标识符。

2.4带副作用的宏参数：

x+1;//不带副作用
x++;//带有副作用

 

 2.5宏和函数的一个对比：

属性	#define定义宏	函数
代码长度	每次使用时，宏代码都会被插入到程序中。除了非常小的宏之外，程序的长度会大幅度增长	函数代码只出现于一个地方；每次使用这个函数时，都调用那个地方的同一份代码
执 行 速 度	更快	存在函数的调用和返回的额外开销，所以相对慢一些
操 作 符 优 先 级	宏参数的求值是在所有周围表达式的上下文环境里，除非加上括号，否则邻近操作符的优先级可能会产生不可预料的后果，所以建议宏在书写的时候多些括号	函数参数只在函数调用的时候求值一次，它的结果值传递给函数。表达式的求值结果更容易预测
带 有 副 作 用 的 参 数	参数可能被替换到宏体中的多个位置，所以带有副作用的参数求值可能会产生不可预料的结果	函数参数只在传参的时候求值一次，结果更容易控制
参 数 类 型	宏的参数与类型无关，只要对参数的操作是合法的，它就可以使用于任何参数类型	函数的参数是与类型有关的，如果参数的类型不同，就需要不同的函数，即使他们执行的任务是不同的
调 试	宏是不方便调试的	函数是可以逐语句调试的
递 归	宏是不能递归的	函数是可以递归的

2.6命名约定：

一般来讲函数的宏的使用语法很相似。所以语言本身没法帮我们区分二者。
那我们平时的一个习惯是：
把宏名全部大写
函数名不要全部大写

3 #undef

这条指令用于移除一个宏定义。

#undef NAME
//如果现存的一个名字需要被重新定义，那么它的旧名字首先要被移除。

4 命令行定义

许多C 的编译器提供了一种能力，允许在命令行中定义符号。用于启动编译过程。
例如：当我们根据同一个源文件要编译出不同的一个程序的不同版本的时候，这个特性有点用处。（假定某个程序中声明了一个某个长度的数组，如果机器内存有限，我们需要一个很小的数组，但是另外一个机器内存大写，我们需要一个数组能够大写。）

5 条件编译

在编译一个程序的时候我们如果要将一条语句（一组语句）编译或者放弃是很方便的。因为我们有条件编译指令。
比如说：
调试性的代码，删除可惜，保留又碍事，所以我们可以选择性的编译。

常见的条件编译指令：

 

 

 

6 文件包含

我们已经知道， #include 指令可以使另外一个文件被编译。就像它实际出现于 #include 指令的地方一样。

这种替换的方式很简单：
预处理器先删除这条指令，并用包含文件的内容替换。
这样一个源文件被包含10次，那就实际被编译10次。

1.头文件被包含的方式：

#include
1.在标准位置查找头文件

#include"test.h"
1.先在源文件所在目录查找，找不到，走第2次查找
2.在标准位置查找头文件

2.本地文件包含

#include "filename"
查找策略：先在源文件所在目录下查找，如果该头文件未找到，编译器就像查找库函数头文件一样在标准位置查找头文件。如果找不到就提示编译错误。

Linux环境的标准头文件的路径：
 usr / include

VS环境的标准头文件的路径：
C : \Program Files(x86)\Microsoft Visual Studio 12.0\VC\include
注意按照自己的安装路径去找。

3.库文件包含

#include
查找头文件直接去标准路径下去查找，如果找不到就提示编译错误。

这样是不是可以说，对于库文件也可以使用 “” 的形式包含？
答案是肯定的，可以。

但是这样做查找的效率就低些，当然这样也不容易区分是库文件还是本地文件了。

4.嵌套文件包含

如果程序中出现两份common.h的内容。这样就造成了文件内容的重复。

如何解决这个问题？
//答案：条件编译。

就可以避免头文件的重复引入。