c语言---预处理详解(详解)

news2024/11/25 20:47:59

目录

  • 一、预定义符号
  • 二、define 定义常量
  • 三、define定义宏
  • 四、带有副作用的宏参数
  • 五、宏替换的规则
  • 六、宏函数的对比
  • 七、#和##
    • 7.1 #运算符
    • 7.2 ##运算符
  • 八、命名约定
  • 九、#undef
  • 十、命令行定义
  • 十一、条件编译
  • 十二、头文件的包含
    • 12.1头⽂件被包含的方式:
      • 12.1.1本地文件包含
      • 12.1.2库文件包含
    • 12.2 嵌套文件包含

一、预定义符号

C语言设置了⼀些预定义符号,可以直接使用,预定义符号也是在预处理期间处理的。

__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

举个例子:

#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("%s\n", __DATE__);
	printf("%s\n", __TIME__);
	return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

二、define 定义常量

基本语法:

 #define name stuff

举个例子:

#define MAX 1000
#define reg register //为 register这个关键字,创建⼀个简短的名字
#define do_forever for(;;) //⽤更形象的符号来替换⼀种实现
#define CASE break;case //在写case语句的时候⾃动把 break写上。
// 如果定义的 stuff过⻓,可以分成⼏⾏写,除了最后⼀⾏外,每⾏的后⾯都加⼀个反斜杠(续⾏符)。
#define DEBUG_PRINT printf("file:%s\tline:%d\t \
 date:%s\ttime:%s\n" ,\
 __FILE__,__LINE__ , \
 __DATE__,__TIME__ ) 

思考:在define定义标识符的时候,要不要在最后加上 ; ?
比如:

#define MAX 1000;
#define MAX 1000

建议不要加上 ; ,这样容易导致问题。
比如下面的场景:

if(condition)
 max = MAX;
else
 max = 0;

如果是加了分号的情况,等替换后,if和else之间就是2条语句,而没有大括号的时候,if后边只能有一条语句。这⾥会出现语法错误。

三、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。
举例:

#define SQUARE( x ) x * x

这个宏接收⼀个参数 x .如果在上述声明之后,你把 SQUARE( 5 ); 置于程序中,预处理器就会用下面这个表达式替换上面的表达式: 5 * 5
代码:

#include<stdio.h>
#define SQUARE(x) x*x
int main()
{
	int ret = SQUARE(5);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述
警告:
这个宏存在⼀个问题:
观察下面的代码段:

#include<stdio.h>
#define SQUARE(x) x*x
int main()
{
	int a = 5;
	int ret = SQUARE(a+1);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述
为什么是11不是36呢?
很简单,这个就是替换了一下:

a+1*a+1//5+1x5+1=11

这样就比较清晰了,由替换产生的表达式并没有按照预想的次序进行求值。
在宏定义上加上两个括号,这个问题便轻松的解决了:

 #define SQUARE(x) (x) * (x)

在这里插入图片描述
这里还有⼀个宏定义:

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

定义中我们使⽤了括号,想避免之前的问题,但是这个宏可能会出现新的错误。

int a = 5;
printf("%d\n" ,10 * DOUBLE(a));

这将打印什么值呢?看上去,好像打印100,但事实上打印的是55.
我们发现替换之后:

printf ("%d\n",10 * (5) + (5));//55

乘法运算先于宏定义的加法,所以出现了 55 .
这个问题,的解决办法是在宏定义表达式两边加上⼀对括号就可以了。

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

提示:
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。

四、带有副作用的宏参数

当宏参数在宏的定义中出现超过一次的时候,如果参数带有副作用,那么你在使用这个宏的时候就可能出现危险,导致不可预测的后果。副作⽤就是表达式求值的时候出现的永久性效果。

x+1;//不带副作⽤
x++;//带有副作⽤
#include<stdio.h>
#define MAX(X,Y) ((X)>(Y)?(X):(Y))
int main()
{
	int a = 3;
	int b = 5;
	int m = MAX(a++, b++);
	printf("m=%d\n", m);
	printf("a=%d\n", a);
	printf("b=%d\n", b);
	return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

五、宏替换的规则

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
  4. 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。
  5. 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。

六、宏函数的对比

宏通常被应用于执行简单的运算。
比如在两个数中找出较大的⼀个时,写成下面的宏,更有优势⼀些。

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

那为什么不用函数来完成这个任务?
原因有二:

  1. ⽤于调用函数和从函数返回的代码可能⽐实际执⾏这个小型计算⼯作所需要的时间更多。所以宏比函数在程序的规模和速度方面更胜一筹。
  2. 更为重要的是函数的参数必须声明为特定的类型。所以函数只能在类型合适的表达式上使用。反之这个宏怎可以适用于整型、长整型、浮点型等可以用于 > 来比较的类型。宏的参数是类型无关的。
    和函数相比宏的劣势:
  3. 每次使用宏的时候,⼀份宏定义的代码将插⼊到程序中。除非宏比较短,否则可能大幅度增加程序
    的长度。
  4. 宏是没法调试的。
  5. 宏由于类型⽆关,也就不够严谨。
  6. 宏可能会带来运算符优先级的问题,导致程容易出现错。
    宏有时候可以做函数做不到的事情。比如:宏的参数可以出现类型,但是函数做不到。
#define MALLOC(num, type)\
 (type )malloc(num sizeof(type))
 ...
//使⽤
 MALLOC(10, int);//类型作为参数
//预处理器替换之后:
 (int *)malloc(10 sizeof(int));

宏和函数的⼀个对比:
在这里插入图片描述

七、#和##

7.1 #运算符

#运算符将宏的⼀个参数转换为字符串字⾯量。它仅允许出现在带参数的宏的替换列表中。
#运算符所执⾏的操作可以理解为”字符串化“。
举例:

#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("hello""world\n");
	printf("helloworld\n");
	return 0;
}

在这里插入图片描述
里面再加空格看看:

#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("hello"          "world\n");
	printf("helloworld\n");
	return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述
可以看到和上面的运行结果都是一样的

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	printf("the value of a is %d\n", a);
	int b = 20;
	printf("the value of b  is %d\n", b);
	float f = 5.6f;
	printf("the value of f  is %f\n", f);
	return 0;
}

在这里插入图片描述
看这里都有一些相似点,只有一点点不同,那可不可以用宏来解决这个问题呢?

#include<stdio.h>
#define print(n,format) printf("the value of n is "format"\n",n);
int main()
{
	int a = 10;
	print(a, "%d");
	//printf("the value of a is %d\n", a);
	int b = 20;
	print(b, "%d");
	//printf("the value of b  is %d\n", b);
	float f = 5.6f;
	print(f, "%f");
	//printf("the value of f  is %f\n", f);
	return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述
还是不对哇,还没有达到想要的预期效果哇,那怎么办呢?
这个时候就要用到#运算符了

#include<stdio.h>
#define print(n,format) printf("the value of "#n" is "format"\n",n);
int main()
{
	int a = 10;
	print(a,"%d");
	//printf("the value of a is %d\n", a);
	int b = 20;
	print(b,"%d");
	//printf("the value of b  is %d\n", b);
	float f = 5.6f;
	print(f,"%f");
	//printf("the value of f  is %f\n", f);
	return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

7.2 ##运算符

##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。 ## 被称为记号粘合,这样的连接必产生⼀个合法的标识符。否则其结果就是未定义的。
这里我们想想,写⼀个函数求2个数的较⼤值的时候,不同的数据类型就得写不同的函数。

int int_max(int x, int y)
{
 return x>y?x:y;
}
float float_max(float x, float y)
{
 return x>y?x:y;
}

我们仔细观察一下
在这里插入图片描述
是不是这里都是一样的,那么有什么办法可以解决把这个问题简化一下呢?

//宏定义
#define GENERIC_MAX(type) \
type type##_max(type x, type y)\
{ \
 return (x>y?x:y); \
}

完整代码

#include<stdio.h>
#define GENERIC_MAX(type)   \
        type type##_max(type x,type y)\
       {   \
         return x>y?x:y;\
       }
//定义函数
GENERIC_MAX(float);// float_max
GENERIC_MAX(int);//相当于 int_max
//int int_MAX(int x,int y)\
{\
    return x>y?x;y;\
}
int main()
{
    int r1 = int_max(3, 5);
    printf("%d\n",r1);
    float r2 = float_max(3.1f, 4.8f);
    printf("%f\n", r2);
    return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

八、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

九、#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。

举例:

#define MAX 500
#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("%d\n", MAX);
#undef MAX
	printf("%d\n", MAX);//MAX未声明
	return 0;
}

在这里插入图片描述

十、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⻓度的数组,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些,我们需要⼀个数组能够大些。)

#include <stdio.h>
int main()
{
 int array [ARRAY_SIZE];
 int i = 0;
 for(i = 0; i< ARRAY_SIZE; i ++)
 {
 array[i] = i;
 }
 for(i = 0; i< ARRAY_SIZE; i ++)
 {
 printf("%d " ,array[i]);
 }
 printf("\n" );
 return 0;
}

编译指令:

//linux 环境演⽰
gcc -D ARRAY_SIZE=10 programe.c

十一、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。

#include <stdio.h>
//#define __DEBUG__       //-->相当于一个开关
int main()
{
	int i = 0;
	int arr[10] = { 0 };
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		arr[i] = i;
#ifdef __DEBUG__
		printf("%d\n", arr[i]);//为了观察数组是否赋值成功。 
#endif //__DEBUG__
	}
	return 0;
}

常见的条件编译指令:
1.常量表达式由预处理器求值。

#if 常量表达式
 //...
#endif

举例:
在这里插入图片描述
2.多个分⽀的条件编译

#if 常量表达式
 //...
#elif 常量表达式
 //...
#else
 //...
#endif

举例:

#include<stdio.h>
#define M 2
int main()
{
#if M==0
	printf("1\n");
#elif M==2
	printf("2\n");
#else
	printf("3\n");
#endif
	return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述
3.判断是否被定义

#if defined(symbol)
#ifdef symbol
#if !defined(symbol)
#ifndef symbol

举例:

#define MAX 200
#include<stdio.h>
int main()
{
#ifdef MAX
	printf("hello!\n");
#endif
	return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

//#define MAX 200
#include<stdio.h>
int main()
{
#ifdef MAX
	printf("hello!\n");
#endif
	return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述
4.嵌套指令

#if defined(OS_UNIX)
   #ifdef OPTION1
       unix_version_option1();
  #endif
#ifdef OPTION2
       unix_version_option2();
 #endif
#elif defined(OS_MSDOS)
   #ifdef OPTION2
       msdos_version_option2();
    #endif
#endif

十二、头文件的包含

12.1头⽂件被包含的方式:

12.1.1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
//这是VS2013的默认路径

注意按照自己的安装路径去找。

12.1.2库文件包含

#include <filename.h>

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。

12.2 嵌套文件包含

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。
⼀个头文件被包含10次,那就实际被编译10次,如果重复包含,对编译的压力就比较大。
test.c:

#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
int main()
{
 
 return 0;
}

test.h:

void test();
struct Struct
{
	int id;
	char name[20];
};

如果直接这样写,test.c文件中将test.h包含5次,那么test.h文件的内容将会被拷贝5份在test.c中。
如果test.h 文件比较大,这样预处理后代码量会剧增。如果工程比较大,有公共使用的头文件,被大家都能使用,又不做任何的处理,那么后果真的不堪设想。
如何解决头文件被重复引入的问题?
答案:条件编译
每个头文件的开头写:

#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//头⽂件的内容
#endif //__TEST_H__

或者

#pragma once

总结:就可以避免头文件的重复引入。
在这里插入图片描述
欧耶!!我学会啦!!!!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1582797.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

anylabeling使用和安装

源码地址&#xff1a; git clone https://github.com/vietanhdev/anylabeling.git Auto Labeling with Segment Anything Youtube Demo: https://www.youtube.com/watch?v5qVJiYNX5KkDocumentation: https://anylabeling.nrl.ai Features: Image annotation for polygon, r…

德勤:《中国AI智算产业2024年四大趋势》

2023年《数字中国建设整体布局规划》的发布&#xff0c;明确了数字中国是构建数字时代竞争优势的关键支撑&#xff0c;是继移动互联网时代以来经济增长新引擎。当我们谈论数字中国的构建&#xff0c;不仅仅是在讨论一个国家级的技术升级&#xff0c;而是关乎如何利用数字技术来…

StoryImager、Face Morph、Hash3D、DreamView、Magic-Boost、SmartControl

本文首发于公众号&#xff1a;机器感知 StoryImager、Face Morph、Hash3D、DreamView、Magic-Boost、SmartControl Eagle and Finch: RWKV with Matrix-Valued States and Dynamic Recurrence We present Eagle (RWKV-5) and Finch (RWKV-6), sequence models improving upon…

今日arXiv最热大模型论文:Dataverse,针对大模型的开源ETL工具,数据清洗不再难!

引言&#xff1a;大数据时代下的ETL挑战 随着大数据时代的到来&#xff0c;数据处理的规模和复杂性不断增加&#xff0c;尤其是在大语言模型&#xff08;LLMs&#xff09;的开发中&#xff0c;对海量数据的需求呈指数级增长。这种所谓的“规模化法则”表明&#xff0c;LLM的性…

Python爬虫之Scrapy框架基础

Scrapy爬虫框架介绍 文档 英文文档中文文档 什么是scrapy 基于twisted搭建的异步爬虫框架. scrapy爬虫框架根据组件化设计理念和丰富的中间件, 使其成为了一个兼具高性能和高扩展的框架 scrapy提供的主要功能 具有优先级功能的调度器去重功能失败后的重试机制并发限制ip使用次…

基于Spring Boot的网上商城购物系统设计与实现

基于Spring Boot的网上商城购物系统设计与实现 开发语言&#xff1a;Java框架&#xff1a;springbootJDK版本&#xff1a;JDK1.8数据库工具&#xff1a;Navicat11开发软件&#xff1a;eclipse/myeclipse/idea 系统部分展示 商品信息界面&#xff0c;在商品信息页面可以查看商…

谷歌(Google)历年编程真题——生命游戏

谷歌历年面试真题——数组和字符串系列真题练习。 生命游戏 根据 百度百科 &#xff0c; 生命游戏 &#xff0c;简称为 生命 &#xff0c;是英国数学家约翰何顿康威在 1970 年发明的细胞自动机。 给定一个包含 m n 个格子的面板&#xff0c;每一个格子都可以看成是一个细胞…

Python 全栈体系【四阶】(二十五)

第五章 深度学习 三、计算机视觉基本理论 11. 图像梯度处理 11.1 什么是图像梯度 图像梯度计算的是图像变化的速度。对于图像的边缘部分&#xff0c;其灰度值变化较大&#xff0c;梯度值也较大&#xff1b;相反&#xff0c;对于图像中比较平滑的部分&#xff0c;其灰度值变化…

蓝桥杯复习笔记

文章目录 gridflexhtml表格合并单元格 表单表单元素input类型 select h5文件上传拖拽apiweb Storage css块元素和行内元素转换positionfloat溢出显示隐藏外边距过渡和动画动画变形选择器属性选择伪类选择器 css3边框圆角边框阴影渐变text-overflow与word-wrap jsdom操作documen…

一键下载安装并自动绑定,Xinstall让您的应用推广更高效

在如今的移动互联网时代&#xff0c;应用的下载安装与绑定是用户体验的关键一环。然而&#xff0c;繁琐的操作步骤和复杂的绑定流程往往让用户望而却步&#xff0c;降低了应用的下载和使用率。为了解决这一难题&#xff0c;Xinstall应运而生&#xff0c;为用户提供了一种全新的…

gradio简单搭建——关键词匹配筛选

gradio简单搭建——关键词匹配筛选 界面搭建数据处理过程执行效果展示 上一节使用DataFrame中的apply方法提升了表格数据的筛选效率&#xff0c;本节使用gradio结合apply方法搭建一个关键词匹配筛选的交互界面。 界面搭建 import gradio as gr import pandas as pd from file…

C语言指针—二级指针和指针数组

二级指针和指针数组 二级指针 指针变量也是变量&#xff0c;是变量就有地址&#xff0c;那指针变量的地址存放在哪里&#xff1f; 这就是二级指针 。 int main() {int a 10;int* pa &a;//pa是一个指针变量&#xff0c;同时也是一个一级指针变量*pa 20;//此时解引用pa…

021——搭建TCP网络通信环境(c服务器python客户端)

目录 前言 服务器程序 服务器程序验证过程 客户端程序 前言 驱动开发暂时告一段落了。后面在研究一下OLED和GPS的驱动开发&#xff0c;并且优化前面已经移植过来的这些驱动&#xff0c;我的理念是在封装个逻辑处理层来处理这些驱动程序。server直接操作逻辑处理层的程序。 …

统信UOS(Linux)安装nvm node管理工具

整篇看完再操作&#xff0c;有坑&#xff01;&#xff01; 官网 nvm官网 按照官网方式安装&#xff0c;一直报 错 经过不断研究&#xff0c;正确步骤如下 1、下载安装包 可能因为网络安全不能访问github&#xff0c;我是链接热点下载的 wget https://github.com/nvm-sh/…

基于springboot+vue+Mysql的职称评审管理系统

开发语言&#xff1a;Java框架&#xff1a;springbootJDK版本&#xff1a;JDK1.8服务器&#xff1a;tomcat7数据库&#xff1a;mysql 5.7&#xff08;一定要5.7版本&#xff09;数据库工具&#xff1a;Navicat11开发软件&#xff1a;eclipse/myeclipse/ideaMaven包&#xff1a;…

Mac安装配置ElasticSearch和Kibana 8.13.2

系统环境&#xff1a;Mac M1 (MacOS Sonoma 14.3.1) 一、准备 从Elasticsearch&#xff1a;官方分布式搜索和分析引擎 | Elastic上下载ElasticSearch和Kibana 笔者下载的是 elasticsearch-8.13.2-darwin-aarch64.tar.gz kibana-8.13.2-darwin-aarch64.tar.gz 并放置到个人…

序列化、反序列化:将对象以字节流的方式,进行写入或读取

序列化&#xff1a;将指定对象&#xff0c;以"字节流"的方式写入一个文件或网络中。 反序列化&#xff1a;从一个文件或网络中&#xff0c;以"字节流"的方式读取到对象。 package com.ztt.Demo01;import java.io.FileNotFoundException; import java.io.Fi…

C++的stack和queue类(一):适配器模式、双端队列与优先级队列

目录 基本概念 适配器模式 stack.h test.cpp 双端队列-deque 仿函数 优先级队列 基本概念 1、stack和queue不是容器是容器适配器&#xff0c;它们没有迭代器 2、stack的quque的默认容器是deque&#xff0c;因为&#xff1a; stack和queue不需要遍历&#xff0…

基于SSM+Jsp+Mysql的农产品供销服务系统

开发语言&#xff1a;Java框架&#xff1a;ssm技术&#xff1a;JSPJDK版本&#xff1a;JDK1.8服务器&#xff1a;tomcat7数据库&#xff1a;mysql 5.7&#xff08;一定要5.7版本&#xff09;数据库工具&#xff1a;Navicat11开发软件&#xff1a;eclipse/myeclipse/ideaMaven包…

0基础想进入IT行业,可以从这个框架入手

行业现状 IT、AI都是很多年来的热门话题&#xff0c;以至于时至今日&#xff0c;哪怕IT行业已经卷成狗&#xff0c;依然有无数的人想要挤进这个行业。 大模型、云原生、react等等&#xff0c;无数的技术、概念应运而生。那么作为一个没有基础的人&#xff0c;该如何进入这个行…