9预处理命令 概述 宏定义 9.2 无参宏定义 922带参宏定义 93文件包含 条件编译 本章小结 9预处理命令 91概述 在前面各章中,已多次使用过以#〃号开头的预处理命令。如包含命令# include,宏定 义命令# define等。在源程序中这些命令都放在函数之外,而且一般都放在源文件的前面, 它们称为预处理部分 所谓预处理是指在进行编译的第一遍扫描(词法扫描和语法分析)之前所作的工作。预处 理是C语言的一个重要功能,它由预处理程序负责完成。当对一个源文件进行编译时,系统 将自动引用预处理程序对源程序中的预处理部分作处理,处理完毕自动进入对源程序的编译。 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。本章介绍常用的 几种预处理功能。 92宏定义 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〃。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 代换,这称为”宏代换〃或“宏展开〃 宏定义是由源程序中的宏定义命令完成的。宏代换是由预处理程序自动完成的 在C语言中,"宏”分为有参数和无参数两种。下面分别讨论这两种宏〃的定义和调用。 921无参宏定义 无参宏的宏名后不带参数。 其定义的一般形式为: # define标识符字符串 其中的“#表示这是一条预处理命令。凡是以“#"开头的均为预处理命令。" define"为 宏定义命令。"标识符〃为所定义的宏名。"字符串〃可以是常数、表达式、格式串等。 在前面介绍过的符号常量的定义就是一种无参宏定义。此外,常对程序中反复使用的表 达式进行宏定义
9 预处理命令.................................................................................................................1 9.1 概述 .............................................................................................................1 9.2 宏定义..........................................................................................................1 9.2.1 无参宏定义............................................................................................1 9.2.2 带参宏定义............................................................................................4 9.3 文件包含 ......................................................................................................8 9.4 条件编译 ......................................................................................................9 9.5 本章小结 .................................................................................................... 11 9 预处理命令 9.1 概述 在前面各章中，已多次使用过以“#”号开头的预处理命令。如包含命令#include，宏定 义命令#define 等。在源程序中这些命令都放在函数之外，而且一般都放在源文件的前面， 它们称为预处理部分。 所谓预处理是指在进行编译的第一遍扫描(词法扫描和语法分析)之前所作的工作。预处 理是Ｃ语言的一个重要功能，它由预处理程序负责完成。当对一个源文件进行编译时，系统 将自动引用预处理程序对源程序中的预处理部分作处理，处理完毕自动进入对源程序的编译。 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。本章介绍常用的 几种预处理功能。 9.2 宏定义 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”。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 代换，这称为“宏代换”或“宏展开”。 宏定义是由源程序中的宏定义命令完成的。宏代换是由预处理程序自动完成的。 在Ｃ语言中，“宏”分为有参数和无参数两种。下面分别讨论这两种“宏”的定义和调用。 9.2.1 无参宏定义 无参宏的宏名后不带参数。 其定义的一般形式为： #define 标识符 字符串 其中的“#”表示这是一条预处理命令。凡是以“#”开头的均为预处理命令。“define”为 宏定义命令。“标识符”为所定义的宏名。“字符串”可以是常数、表达式、格式串等。 在前面介绍过的符号常量的定义就是一种无参宏定义。此外，常对程序中反复使用的表 达式进行宏定义
例如 #define M (y*y+3 *y) 它的作用是指定标识符M来代替表达式(y*y+3*y)。在编写源程序时,所有的(y*y+3*y) 都可由M代替,而对源程序作编译时,将先由预处理程序进行宏代换,即用(y*y+3*y)表达式 去置换所有的宏名M,然后再进行编译 【例9.1】 #define m (y*y+3*y) no Int s, y printf( input a number: scanf(%d", &y) S=3*M+4米M printf("s=%d\n", s) 包 上例程序中首先进行宏定义,定义M来替代表达式(y*y+3*y),在S=3*M+4*M+5*M中作了 宏调用。在预处理时经宏展开后该语句变为: s=3*(y*y+3*y)+4*(y*y+3米y)+5米(y*y+3米y) 但要注意的是,在宏定义中表达式(y*y+3*y)两边的括号不能少。否则会发生错误。如当作以 下定义后: #difine M y*y+3*y 在宏展开时将得到下述语句 s=3*y来y+3y+4*y*y+3y+5y*y+3y; 这相当于 3y2+3y+4y2+3y+5y2+3y; 显然与原题意要求不符。计算结果当然是错误的。因此在作宏定义时必须十分注意。应保证 在宏代换之后不发生错误。 对于宏定义还要说明以下几点: 1)宏定义是用宏名来表示一个字符串,在宏展开时又以该字符串取代宏名,这只是 种简单的代换,字符串中可以含任何字符,可以是常数,也可以是表达式,预处理 程序对它不作任何检查。如有错误,只能在编译已被宏展开后的源程序时发现 2)宏定义不是说明或语句,在行末不必加分号,如加上分号则连分号也一起置换 3)宏定义必须写在函数之外,其作用域为宏定义命令起到源程序结束。如要终止其作 用域可使用# undef命令。 例如 #define pi 3. 14159 main
例如： #define M (y*y+3*y) 它的作用是指定标识符 M 来代替表达式(y*y+3*y)。在编写源程序时，所有的(y*y+3*y) 都可由 M 代替，而对源程序作编译时，将先由预处理程序进行宏代换，即用(y*y+3*y)表达式 去置换所有的宏名 M，然后再进行编译。 【例 9.1】 #define M (y*y+3*y) main(){ int s,y; printf("input a number: "); scanf("%d",&y); s=3*M+4*M+5*M; printf("s=%d\n",s); } 上例程序中首先进行宏定义，定义 M 来替代表达式(y*y+3*y),在 s=3*M+4*M+5* M 中作了 宏调用。在预处理时经宏展开后该语句变为： s=3*(y*y+3*y)+4*(y*y+3*y)+5*(y*y+3*y); 但要注意的是，在宏定义中表达式(y*y+3*y)两边的括号不能少。否则会发生错误。如当作以 下定义后： #difine M y*y+3*y 在宏展开时将得到下述语句： s=3*y*y+3*y+4*y*y+3*y+5*y*y+3*y； 这相当于： 3y2 +3y+4y2 +3y+5y2 +3y； 显然与原题意要求不符。计算结果当然是错误的。因此在作宏定义时必须十分注意。应保证 在宏代换之后不发生错误。 对于宏定义还要说明以下几点： 1) 宏定义是用宏名来表示一个字符串，在宏展开时又以该字符串取代宏名，这只是一 种简单的代换，字符串中可以含任何字符，可以是常数，也可以是表达式，预处理 程序对它不作任何检查。如有错误，只能在编译已被宏展开后的源程序时发现。 2) 宏定义不是说明或语句，在行末不必加分号，如加上分号则连分号也一起置换。 3) 宏定义必须写在函数之外，其作用域为宏定义命令起到源程序结束。如要终止其作 用域可使用# undef 命令。 例如： #define PI 3.14159 main() { …… }
#undef pi 表示PI只在main函数中有效,在f1中无效 4)宏名在源程序中若用引号括起来,则预处理程序不对其作宏代换 【例9.2】 #define oK 100 printf("OK") printf("Ⅶn"); 包 上例中定义宏名OK表示100,但在 printf语句中OK被引号括起来,因此不作宏代换 程序的运行结果为:0K这表示把OK〃当字符串处理 5)宏定义允许嵌套,在宏定义的字符串中可以使用己经定义的宏名。在宏展开时由预 处理程序层层代换 例如 #define pi 3. 1415926 #define s Pl*kyiky PI是已定义的宏名*/ 对语句: printf("%f”,S); 在宏代换后变为 printf("%f",3.1415926*y*y) 6)习惯上宏名用大写字母表示,以便于与变量区别。但也允许用小写字母。 )可用宏定义表示数据类型,使书写方便。 例如 #define stu struct stu 在程序中可用STU作变量说明: STu body [5], *p #define integer int 在程序中即可用 INTEGER作整型变量说明 INTEGeR a, b 应注意用宏定义表示数据类型和用 typedef定义数据说明符的区别。 宏定义只是简单的字符串代换,是在预处理完成的,而 typedef是在编译时处理的,它 不是作简单的代换,而是对类型说明符重新命名。被命名的标识符具有类型定义说明的功能 请看下面的例子: #define pini int *k typedef (int *)PIN2 从形式上看这两者相似,但在实际使用中却不相同 下面用PIN1,PIN2说明变量时就可以看出它们的区别:
#undef PI f1() { …… } 表示 PI 只在 main 函数中有效，在 f1 中无效。 4) 宏名在源程序中若用引号括起来，则预处理程序不对其作宏代换。 【例 9.2】 #define OK 100 main() { printf("OK"); printf("\n"); } 上例中定义宏名 OK 表示 100，但在 printf 语句中 OK 被引号括起来，因此不作宏代换。 程序的运行结果为：OK 这表示把“OK”当字符串处理。 5) 宏定义允许嵌套，在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名。在宏展开时由预 处理程序层层代换。 例如： #define PI 3.1415926 #define S PI*y*y /* PI 是已定义的宏名*/ 对语句： printf("%f",S); 在宏代换后变为： printf("%f",3.1415926*y*y); 6) 习惯上宏名用大写字母表示，以便于与变量区别。但也允许用小写字母。 7) 可用宏定义表示数据类型，使书写方便。 例如： #define STU struct stu 在程序中可用 STU 作变量说明： STU body[5],*p; #define INTEGER int 在程序中即可用 INTEGER 作整型变量说明： INTEGER a,b; 应注意用宏定义表示数据类型和用 typedef 定义数据说明符的区别。 宏定义只是简单的字符串代换，是在预处理完成的，而 typedef 是在编译时处理的，它 不是作简单的代换，而是对类型说明符重新命名。被命名的标识符具有类型定义说明的功能。 请看下面的例子： #define PIN1 int * typedef (int *) PIN2; 从形式上看这两者相似， 但在实际使用中却不相同。 下面用 PIN1，PIN2 说明变量时就可以看出它们的区别：
PIN1a,b;在宏代换后变成 int * a b 表示a是指向整型的指针变量,而b是整型变量。 然而: 表示a,b都是指向整型的指针变量。因为PIN2是一个类型说明符。由这个例子可见,宏定义 虽然也可表示数据类型,但毕竞是作字符代换。在使用时要分外小心,以避出错。 8)对“输出格式”作宏定义,可以减少书写麻烦 【例9.3】中就采用了这种方法。 #define p printf #define D%d\n #define F%f\n maino( inta=5,c=8,e=11 float h=3.8,d=9.7,f=21.08 P(D F, a, b); P(D F, c, d) P(D F, e, f); 922带参宏定义 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 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 在字符串中含有各个形参。 带参宏调用的一般形式为: 宏名(实参表) 例如: #define M(y) y*y+3*y /*宏定义* k=M(5); /*宏调用* 在宏调用时,用实参5去代替形参y,经预处理宏展开后的语句为: k=5*5+3*5 【例9.4】 #define MAX (a, b)(a>b)?a: b maino( printf ("input two numbers:
PIN1 a,b;在宏代换后变成: int *a,b; 表示 a 是指向整型的指针变量，而 b 是整型变量。 然而： PIN2 a,b; 表示 a,b 都是指向整型的指针变量。因为 PIN2 是一个类型说明符。由这个例子可见，宏定义 虽然也可表示数据类型， 但毕竟是作字符代换。在使用时要分外小心，以避出错。 8) 对“输出格式”作宏定义，可以减少书写麻烦。 【例 9.3】中就采用了这种方法。 #define P printf #define D "%d\n" #define F "%f\n" main(){ int a=5, c=8, e=11; float b=3.8, d=9.7, f=21.08; P(D F,a,b); P(D F,c,d); P(D F,e,f); } 9.2.2 带参宏定义 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。 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 在字符串中含有各个形参。 带参宏调用的一般形式为： 宏名(实参表)； 例如： #define M(y) y*y+3*y /*宏定义*/ …… k=M(5); /*宏调用*/ …… 在宏调用时，用实参 5 去代替形参 y，经预处理宏展开后的语句为： k=5*5+3*5 【例 9.4】 #define MAX(a,b) (a>b)?a:b main(){ int x,y,max; printf("input two numbers: ");
scanf( %d%d", &x, &y) max=MAX (x, y) printf("max=%d\n", max 上例程序的第一行进行带参宏定义,用宏名MAX表示条件表达式(a>b)?a:b,形参a,b 均出现在条件表达式中。程序第七行皿ⅹ=MAX(x,y)为宏调用,实参x,y,将代换形参a,b。 宏展开后该语句为 max=(x>y)?x: y 用于计算x,y中的大数 对于带参的宏定义有以下问题需要说明: 1.带参宏定义中,宏名和形参表之间不能有空格出现 例如把 #define MAX(a, b)(a>b)?a: b 写为 #define MAX (a, b)(a>b)?a: b 将被认为是无参宏定义,宏名MAX代表字符串(a,b)(a>b)?a:b。宏展开时,宏调用语 max=MAX (x, y) 将变为: max=(a, b)(a>b)?a: b(x, y) 这显然是错误的 2.在带参宏定义中,形式参数不分配内存单元,因此不必作类型定义。而宏调用中的实参有 具体的值。要用它们去代换形参,因此必须作类型说明。这是与函数中的情况不同的。在函 数中,形参和实参是两个不同的量,各有自己的作用域,调用时要把实参值赋予形参,进行 值传递〃。而在带参宏中,只是符号代换,不存在值传递的问题 3.在宏定义中的形参是标识符,而宏调用中的实参可以是表达式 【例9.5】 #define sQ(y)(y)=(y) int a, sq: printf( input a number: " scanf( %d", &a) sq=sQ(a+1) printf(" sq=%d\n", sq 包 上例中第一行为宏定义,形参为y。程序第七行宏调用中实参为a+1,是一个表达式,在 宏展开时,用a+1代换y,再用(y)*(y)代换SQ,得到如下语句 sq=(a+1)*(a+1); 这与函数的调用是不同的,函数调用时要把实参表达式的值求出来再赋予形参。而宏代 换中对实参表达式不作计算直接地照原样代换
scanf("%d%d",&x,&y); max=MAX(x,y); printf("max=%d\n",max); } 上例程序的第一行进行带参宏定义，用宏名 MAX 表示条件表达式(a>b)?a:b，形参 a,b 均出现在条件表达式中。程序第七行 max=MAX(x,y)为宏调用，实参 x,y，将代换形参 a,b。 宏展开后该语句为： max=(x>y)?x:y; 用于计算 x,y 中的大数。 对于带参的宏定义有以下问题需要说明： 1. 带参宏定义中，宏名和形参表之间不能有空格出现。 例如把： #define MAX(a,b) (a>b)?a:b 写为： #define MAX (a,b) (a>b)?a:b 将被认为是无参宏定义，宏名 MAX 代表字符串 (a,b) (a>b)?a:b。宏展开时，宏调用语 句： max=MAX(x,y); 将变为： max=(a,b)(a>b)?a:b(x,y); 这显然是错误的。 2. 在带参宏定义中，形式参数不分配内存单元，因此不必作类型定义。而宏调用中的实参有 具体的值。要用它们去代换形参，因此必须作类型说明。这是与函数中的情况不同的。在函 数中，形参和实参是两个不同的量，各有自己的作用域，调用时要把实参值赋予形参，进行 “值传递”。而在带参宏中，只是符号代换，不存在值传递的问题。 3. 在宏定义中的形参是标识符，而宏调用中的实参可以是表达式。 【例 9.5】 #define SQ(y) (y)*(y) main(){ int a,sq; printf("input a number: "); scanf("%d",&a); sq=SQ(a+1); printf("sq=%d\n",sq); } 上例中第一行为宏定义，形参为 y。程序第七行宏调用中实参为 a+1，是一个表达式，在 宏展开时，用 a+1 代换 y，再用(y)*(y) 代换 SQ，得到如下语句： sq=(a+1)*(a+1); 这与函数的调用是不同的，函数调用时要把实参表达式的值求出来再赋予形参。而宏代 换中对实参表达式不作计算直接地照原样代换