06- c语言预处理 (C语言)

一 预处理概述

1、前面各章中，已经多次使用过 #include 命令。使用库函数之前，应该用#include引入对应的头文件。这种以 #号开头的命令 称为预处理命令。
2、C语言提供了多种预处理功能，如 宏定义、文件包含、条件编译 等。合理地使用预处理功能编写的程序便于阅读、修改、移植和调试，也有利于 模块化程序设计。

在C语言中，宏（Macro）是一种预处理器指令，它用于定义和展开代码片段。宏可以在程序代码中以宏名称的形式出现，并在编译之前由预处理器进行替换。宏可以用来简化代码、提高可读性、实现代码复用等。

宏的定义使用 #define 关键字，后面跟着宏的名称、参数列表（可选）和宏的替换文本。宏的替换文本可以包含任何有效的C代码，它可以是 表达式、语句、函数调用等。

宏的展开是在编译之前由预处理器完成的，它将代码中所有使用该宏的地方替换为宏的替换文本。展开是简单的文本替换，不进行语法分析或类型检查。

宏可以接受参数，参数可以在宏的替换文本中使用，并在宏的调用处进行实际的替换。参数可以是任何有效的C表达式，包括常量、变量、函数调用等。

宏的使用可以提高代码的灵活性和效率，但也需要谨慎使用。宏展开可能导致意想不到的结果，宏参数的使用可能导致副作用，宏定义的作用域和生命周期可能导致代码行为不符合预期。因此，在使用宏时需要注意遵循一些编码规范和最佳实践，以确保代码的正确性和可维护性。

二 宏定义

1、在Ｃ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”。被定义为“宏”的标识符，称为“宏名”。
2、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进行 文本替换，这称
为“宏代换”或“宏展开”。

2.1 无参宏定义

1、无参宏的宏名后不带参数，一般形式为：

#define 标识符 字符串

注意1：“字符串”可以是常量、表达式

2、举例

#define PI 3.14
#define EXP x*10*1.5

编译器在预处理时，会将源程序中所有的“PI”替换成“3.14”, 将所有的EXP, 替换成表达式“x*10 *1.5，下面我们来验证一下：

#include 
#define PI 3.14
#define EXP x*10*1.5
int main()
{
    float f;
    f = 10*PI;
    printf("view the data f: %f\n", f);
    float f2;
    // f2 = 10*EXP;
    return 0;
}

先将 gcc 所在的文件夹添加到 环境变量 中。

我们可以在CLion的“Terminal”下输入编译命令：gcc -E main.c -o main.i， 通过预处理将main.
c 编译成 main.i 文件，下面我们可以打开main.i文件，看看里边的内容。

3、我们发现在刚才的代码中，宏定义中出现了x，但是我们在使用时却没有定义x变量，预处理还是能够顺利通过，这是为什么呢？
宏定义是简单的文本替换，不会做语法检查 ！！！ 

2.2 有参宏定义

1、Ｃ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。
2、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

3、使用方法

#define F(x) x*x*x
int main()
{
    int r = F(3);
    return 0;
}

2.3 宏定义注意事项

1、宏定义的 “字符串” 如果是表达式，表达式中的变量需要用 () 包含起来，因为在预处理阶段展开宏时，可能会用表达式来替换宏定义中的变量。

#define F(x) (x)*(x)*(x)
int main()
{
    F(1+2);
    return 0;
}

上面的例子中展开后，(1+2)*(1+2)*(1+2)，如果不加（）呢？展开的表达式就变成这样了
1+2*1+2*1+2*1+2,这显然不是我们想要的结果。
2、经典笔试题：使用宏定义返回两个整数中的最大值。

#define Max(a, b) (a)>(b)?(a):(b)

三 文件包含

1、在前面的学习中我们已经使用了C语言得文件包含命令，例如：#include ，文件包含语法格式如下：

#include <文件名>
#include "文件名"

注意：

• 使用 尖括号 表示 在开发环境的头文件目录 下查找，而不在源文件目录去查找。
• 使用双引号则表示首先在当前的源文件目录中查找，如果没有找到才到包含目录中去查找。
• “文件名” 可以是相对路径， 也可以是绝对路径，建议不要使用绝对路径。

四 条件编译

4.1、常用条件编译指令

4.2、ifdef 

#ifdef 标识符
    程序段 1
#else
    程序段 2
#endif

它的功能是，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，即可以写为：

#ifdef 标识符
    程序段
#endif

4.3、#if

经常使用 #if 0 对代码进行注释

#if 0
    代码块
#endif