C/C++预处理过程与语句总结

C/C++预处理过程与语句总结

转载请保留: http://www.cnscn.org( CNS电脑与英语学习网)
Author: cnscn <http://www.cnscn.org>

1)预处理
  根据已放置在文件中的预处理指令来修改源文件的 内容
  预处理器会分析\执行所有的预处理器指令,然后删除他们,得到一个仅包含C++语句的转换单元
  预处理指令以#号开头


  常用的预处理指令:
  #include       包含头文件

  #if               条件
  #else          否则
  #elif            否则如果
  #endif         结束条件

  #ifdef  或 #if defined        如果定义了一个符号, 就执行操作
  #ifndef 或 #if !defined      如果没有定义一个符号, 就指执行操作

  #define        定义一个符号
  #undef         删除一个符号

  #line            重新定义当前行号和文件名

  #error            输出编译错误 消息,　停止编译

  #pragma        提供 机器专用的特性,同时保证与C++的完全兼容


2)#include　 在 程序中包含头文件
　头文件通常以.h结尾,其 内容可使用#include预处理器指令包含到 程序中
　头文件中一般包含: 函数原型与全局变量

  形式常有下面两种
  #include <iostream>
  #include "myheader.h"

  前者<>用来引用标准库头文件,后者""常用来引用自定义的头文件
  前者<>编译器只搜索包含标准库头文件的默认 目录,后者首先搜索正在编译的源文件所在的 目录,找不到时再搜索包含标准库头文件的默认 目录.
  如果把头文件放在其他 目录下,为了查找到它,必须在双引号中指定从源文件到头文件的完整路径


3)#define  定义符号、宏
1>符号
  #define PI 3.1415925  定义符号PI为3.1415925
  #define PI　　　　　　取消PI的值

  这里PI看起来像一个变量，但它与变量没有任何关系，它只是一个符号或标志，在 程序代码编译前，此符号会用一组指定的字符来代替
  3.14159265　不是一个数值，只是一个字符串，不会进行检查

  在编译前，预处理器会遍历代码，在它认为置换有意义的地方，用字符串PI的定义值(3.14159265)来代替
　在注释或字符串中的PI不进行替换

  在C中常以#define来定义符号常量，但在C++中最好使用const 来定义常量
  #define PI 3.14159265
  const long double PI=3.14159265;
  两者比较下，前者没有类型的指定容易引起不必须的麻烦，而后者定义清楚，所以在C++中推荐使用const来定义常量

　#define的缺点:
   1)不支持类型检查
   2)不考虑作用域
   3)符号名不能限制在一个命名 空间中



2>#undef 删除#define定义的符号
  #define PI 3.14159265
  ... //之间所有的PI都可以被替换为3.14159265

  #undef PI
  之后不再有PI这个标识符


3>定义宏
  #define Print(Var) count<<(Var)<<endl
  用宏名中的参数带入语句中的参数
  宏后面没有;号
  Print(Var)中的Print和(之间不能有空格，否则(就会被解释为置换字符串的一部分

  #define Print(Var, digits)  count << setw(digits) << (Var) << endl
  调用
  Print(ival, 15)
  预处理器就会把它换成
  cout << setw(15) << (ival) << endl;


  所有的情况下都可以使用内联函数来代替宏，这样可以增强类型的检查
  template<class T> inline void Print (const T& var, const int& digits)
  {
      count<<setw(digits)<<var<<endl;
  }

  调用
  Print(ival, 15);


  使用宏时应注意的易引起的错误:
  #define max(x,y) x>y?x:y;+


  调用 result = max(myval, 99);  则换成 result = myval>99?myval:99;  这个没有问题是正确的
  调用 result = max(myval++, 99);  则换成 result = myval++>99?myval++:99; 这样如果myval>99那么myval就会递增两次，这种情况下()是没什么用的如result=max((x),y)则 result = (myval++)>99?(myval++):99;

  再如
  #define product(m,n) m*n

  调用
  result = product(5+1,6);则替换为result = 5+1*6; 所以产生了错误的结果，此时应使用()把参数括起
  #define product(m,n) (m)*(n)
  则result = product(5+1,6);则替换为result = (5+1)*(6); 所以产生了错误的结果，此时应使用()把参数括起


结论:　一般用内联函数来代替预处理器宏


技巧:
    1)给替换变量加引号
    #define MYSTR "I love you"

    cout << MYSTR ; //I love you而不是"I love you"
    如果
    cout << "MYSTR" ; //则会输出"MYSTR"而不是"I love you"

    可以这样做
    cout << #MYSTR ;  //则会输出 "I love you"即cout << "\"I love you\"";

    2)在宏表达式中连接几个参数
    如
      #define join(a,b) ab　这样不会理解为参数a的值与参数b的值的连接，即如join(10,999)不会理解为10999而是把ab理解为字符串，即输出ab
    这时可以
    #define join(a,b) a##b
      则join(10,999)就会输出10999


3)逻辑预处理器指令
　#if defined CALCAVERAGE　或 #ifdef CALCAVERAGE
   int count=sizeof(data)/sizeof(data[0]);
   for(int i=0; i<count; i++)
     average += data ;
   average /= count;
  #endif

  如果已经定义符号CALCAVERAGE则把#if与#endif间的语句放在要编译的源代码内


  防止重复引入某些头文件
  #ifndef COMPARE_H
  #define COMPARE_H     注意: 这里只是定义一个没有值的符号COMPARE_H, 下面的namespace compare不是COMPARE_H的 内容，这里的定义不像是定义一个常量或宏，仅仅定义一个符号，指出此符号已定义，则就会有下面的 内容namespace compare{...
   namespace compare{
     double max(const double* data, int size);
     double min(const double* data, int size);
   }
  #endif

  比较
  #define VERSION \
   3
  因为有换行符\　所以上句等价于 #define VERSION 3
  由此可以看出#define COMPARE_H与namespace compare是独立没有关系的两个行


  也可以这样用
  #if defined block1 && defined block2
  ...
  #endif

  #if CPU==PENTIUM4
    ...
  #endif


  #if LANGUAGE == ENGLISH
  #define Greeting "Good Morning."
  #elif LANGUAGE == GERMAN
  #define Greeting "Guten Tag."
  #elif LANGUAGE == FRENCH
  #define Greeting "Bonjour."
  #else
  #define Greeting "Hi."
  #endif
  std::cout<<Greeting << std::endl;


  #if VERSION == 3
  ...
  #elif VERSION == 4
  ...
  #else
  ...
  #endif


5)标准的预处理器宏
  __LINE__     当前源文件中的代码行号，十进制整数
  __FILE__　  源文件的名称，字符串字面量
  __DATE__　 源文件的处理日期，字符串字面量，格式mmm dd yyyy其中mmm是月份如Jan、Feb等　dd是01-31 yyyy是四位的年份
  __TIME__    源文件的编译 时间，也是字符串字面量格式是hh:mm:ss
  __STDC__   这取决于实现方式，如果编译器选项设置为编译标准的C代码，通常就定义它，否则就不定义它
  __cplusplus  在编译C++ 程序时，它就定义为199711L

  使用#line可以修改__FILE__返回的字符串
  如
  #line 1000    把当前行号设置为1000
  #line 1000 "the program file"      修改__FILE__返回的字符串行号改为了1000，文件名改为了"the program file"
  #line __LINE__ "the program file"  修改__FILE__返回的字符串行号没变，文件名改为了"the program file"

  cout << "program last complied at "<<__TIME__
       << " on " << __DATE__
       << endl;


6)#error
  在预处理阶段，如果出现了错误，则#error指令可以生成一个诊断 消息，并显示为一个编译错误，同时中止编译
  #ifndef __cplusplus
  #error "Error -  Should be C++"
  #endif


7)#pragma
　专门用于实现预先定义好的选项，其结果在编译器说明文档中进行了详细的解释。编译器未识别出来的#pragma指令都会被忽略


8)assert()宏
  在标准库头文件<cassert>中声明
  用于在 程序中 测试一个逻辑表达式，如果逻辑表达式为false, 则assert()会终止 程序，并显示诊断 消息
  用于在条件不满足就会出现重大错误，所以应确保后面的语句不应再继续执行，所以它的应用非常灵活
  注意: assert不是错误处理 机制，逻辑表达式的结果不应产生负面效果，也不应超出 程序员的控制(如找开一个文件是否成功), 程序应提供适当的代码来处理这种情况
　assert(expression);
  assert(expression) && assert(expression2);
  可以使用#define NDEBUG来关闭断言 机制

  #include <iostream>
  #include <cassert>
  using std::cout;
  using std::endl;

  int main()
  {
     int x=0;
     int y=0;

     cout<<endl;

     for(x=0; x<20; x++)
     {
        cout<<"x= "<<x <<" y= "<<y<<endl;
        assert(x<y);　//当x>=y与x==5时，就报错，并终止 程序的执行
     }
     return 0;
  }