C語言程序設(shè)計(jì)課件第08章

第8章編譯預(yù)處理本章學(xué)習(xí)目標(biāo)熟練掌握宏定義。掌握文件包含處理。了解條件編譯。[Return]

所謂編譯預(yù)處理是指，在對源程序進(jìn)行編譯之前，先對源程序中的編譯預(yù)處理命令進(jìn)行處理；然后再將處理的結(jié)果，和源程序一起進(jìn)行編譯，以得到目標(biāo)代碼。10.1宏定義10.2文件包含10.3條件編譯10.1宏定義在Ｃ語言中，“宏”分為無參數(shù)的宏（簡稱無參宏）和有參數(shù)的宏（簡稱有參宏）兩種。10.1.1無參宏定義1.無參宏定義的一般格式

#define標(biāo)識符語言符號字符串其中：“define”為宏定義命令；“標(biāo)識符”為所定義的宏名，通常用大寫字母表示，以便于與變量區(qū)別；“語言符號字符串”可以是常數(shù)、表達(dá)式、格式串等。2.使用宏定義的優(yōu)點(diǎn)（1）可提高源程序的可維護(hù)性（2）可提高源程序的可移植性（3）減少源程序中重復(fù)書寫字符串的工作量【例10-1】輸入圓的半徑，求圓的周長、面積和球的體積。要求使用無參宏定義圓周率。/*exam10_1,輸入半徑，求圓的周長、面積和球的體積。*/#include"stdio.h"#definePI3.1415926main(void){doubleradius,length,area,volume;printf("Inputaradius:");scanf("%lf",&radius);length=2*PI*radius;/*引用無參宏求周長*/area=PI*radius*radius;/*引用無參宏求面積*/volume=PI*radius*radius*radius*3/4;/*引用無參宏求體積*/printf("length=%.2f,area=%.2f,volume=%.2f\n",length,area,volume);} 3．說明（1）宏名一般用大寫字母表示，以示與變量區(qū)別。但這并非是規(guī)定。（2）宏定義不是Ｃ語句，所以不能在行尾加分號。否則，宏展開時(shí)，會將分號作為字符串的1個(gè)字符，用于替換宏名。（3）在宏展開時(shí)，預(yù)處理程序僅以按宏定義簡單替換宏名，而不作任何檢查。如果有錯(cuò)誤，只能由編譯程序在編譯宏展開后的源程序時(shí)發(fā)現(xiàn)。（4）宏定義命令#define出現(xiàn)在函數(shù)的外部，宏名的有效范圍是：從定義命令之后，到本文件結(jié)束。通常，宏定義命令放在文件開頭處。（5）在進(jìn)行宏定義時(shí)，可以引用已定義的宏名。例如：

#defineONE1 #defineTWOONE+ONE #define

THREE

ONE+TWO（6）對雙引號括起來的字符串內(nèi)的字符，即使與宏名同名，也不進(jìn)行宏展開。

例如： ＃defineXYZthisisatest

…

… printf("XYZ")；該語句不是打印輸出：

thisisatest而是打印輸出：

XYZ[演示]1．帶參宏定義的一般格式#define宏名(形參表)語言符號字符串2．帶參宏的調(diào)用和宏展開（1）調(diào)用格式：宏名(實(shí)參表)（2）宏展開：用宏調(diào)用提供的實(shí)參字符串，直接置換宏定義命令行中、相應(yīng)形參字符串，非形參字符保持不變。例如：#defineMIN(a，b)(a<b)?a:bmain(void){intx，y；

x=10；y=20；

printf("theminimumis:%d"，MIN(x，y))；}10.1.2有參宏定義

當(dāng)編譯該程序時(shí)，由MIN(a，b)定義的表達(dá)式被替換，x和y用作操作數(shù)，即printf()語句被代換后取如下形式：

printf("theminimumis:%d"，(x<y)?x:y)；用宏定義代替實(shí)在的函數(shù)的一大好處是宏定義增加了代碼的速度，因?yàn)椴淮嬖诤瘮?shù)調(diào)用的開銷。但增加速度也有代價(jià)：由于重復(fù)編碼而增加了程序長度。3．說明：（1）在帶參宏定義中，形式參數(shù)不分配內(nèi)存單元，不做類型定義。宏調(diào)用時(shí)的實(shí)參代換形參不做類型檢查。這是與函數(shù)不同的。利用宏不做類型檢查的特性，在宏調(diào)用時(shí)避開數(shù)據(jù)類型的限制，來實(shí)現(xiàn)某些函數(shù)無法實(shí)現(xiàn)的功能。如上例中的宏定義同樣也可以用求兩個(gè)實(shí)型數(shù)中的最小值,而如果改用函數(shù)實(shí)現(xiàn)則需要定義兩個(gè)不同類型的函數(shù)。（2）在帶參宏定義中，宏名和形參表之間不能有空格出現(xiàn)。例如：把

#defineMIN(a，b)(a<b)?a:b寫為：

#defineMIN

(a，b)(a<b)?a:b將被認(rèn)為是無參宏定義，宏名MIN代表字符串(a，b)(a<b)?a:b

（3）在宏定義中形參是標(biāo)識符，而宏調(diào)用中的實(shí)參可以是表達(dá)式。在宏調(diào)用中的實(shí)參是表達(dá)式時(shí)，可能引起意想不到的錯(cuò)誤。[演示]例如，定義宏：

#defineAREA(r)3.1416*r*r在宏調(diào)用時(shí)按如下方式調(diào)用：

k=AREA(3+5);則宏展開后形式為：

k=3.1416*3+5*3+5;計(jì)算結(jié)果與本來意圖相差很遠(yuǎn)，所以在宏定義中，建議字符串內(nèi)形參和整個(gè)字符串都用括號括起來以避免出錯(cuò)。如上述宏可以寫為：

#defineAREA(r)（3.1416*（r）*（r））這樣定義后，實(shí)參是數(shù)據(jù)表達(dá)式也不會出錯(cuò)。[演示]（4）有參宏與有參函數(shù)的比較不同之處，主要有以下幾個(gè)方面：1）調(diào)用有參函數(shù)時(shí)，是先求出實(shí)參的值，然后再復(fù)制一份給形參。而展開有參宏時(shí)，只是將實(shí)參簡單地置換形參。2）在有參函數(shù)中，形參是有類型的，所以要求實(shí)參的類型與其一致；而在有參宏中，形參是沒有類型信息的，因此用于置換的實(shí)參，什么類型都可以。有時(shí)，可利用有參宏的這一特性，實(shí)現(xiàn)通用函數(shù)功能。3）使用有參函數(shù)，無論調(diào)用多少次，都不會使目標(biāo)程序變長，但每次調(diào)用都要占用系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行調(diào)用現(xiàn)場保護(hù)和現(xiàn)場恢復(fù)；而使用有參宏，由于宏展開是在編譯時(shí)進(jìn)行的，所以不占運(yùn)行時(shí)間，但是每引用1次，都會使目標(biāo)程序增大1次。10.2文件包含1．文件包含的概念文件包含是指，一個(gè)源文件可以將另一個(gè)源文件的全部內(nèi)容包含進(jìn)來。2．文件包含處理命令的格式＃include“包含文件名”或＃include<包含文件名>兩種格式的區(qū)別僅在于：（1）使用雙引號：系統(tǒng)首先到當(dāng)前目錄下查找被包含文件，如果沒找到，再到系統(tǒng)指定的“包含文件目錄”（由用戶在配置環(huán)境時(shí)設(shè)置）去查找。（2）使用尖括號：直接到系統(tǒng)指定的“包含文件目錄”去查找。一般地說，使用雙引號比較保險(xiǎn)。一個(gè)大程序，通常分為多個(gè)模塊，并由多個(gè)程序員分別編程。有了文件包含處理功能，就可以將多個(gè)模塊共用的數(shù)據(jù)（如符號常量和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）或函數(shù)，集中到一個(gè)單獨(dú)的文件中。這樣，凡是要使用其中數(shù)據(jù)或調(diào)用其中函數(shù)的程序員，只要使用文件包含處理功能，將所需文件包含進(jìn)來即可，不必再重復(fù)定義它們，從而減少重復(fù)勞動(dòng)。3．文件包含的優(yōu)點(diǎn)4．說明（1）編譯預(yù)處理時(shí)，預(yù)處理程序?qū)⒉檎抑付ǖ谋话募?，并將其?fù)制到#include命令出現(xiàn)的位置上。（2）常用在文件頭部的被包含文件，稱為“標(biāo)題文件”或“頭部文件”，常以“h”（head）作為后綴，簡稱頭文件。在頭文件中，除可包含宏定義外，還可包含外部變量定義、結(jié)構(gòu)類型定義等。（3）一條包含命令，只能指定一個(gè)被包含文件。如果要包含n個(gè)文件，則要用n條包含命令。（4）文件包含可以嵌套，即被包含文件中又包含另一個(gè)文件。/*exam10_2，演示時(shí)要分別存為3個(gè)相應(yīng)的文件*//*minfile.c*/intmin(inta,intb){returna<b?a:b;}注意：在minfile.c文件中沒有main()函數(shù)。/*maxfile.c*/intmax(inta,intb){returna>b?a:b;}注意：在maxfile.c文件中也沒有main()函數(shù)?！纠?0-2】文件包含處理應(yīng)用舉例。以下程序是由3個(gè)文件組成的：minfile.c，maxfile.c和mainfile.c。/*mainfile.c*/#include“stdio.h”/*包含標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出庫函數(shù)*/#include“maxfile.c”

/*包含maxfile.c文件，以便調(diào)用max函數(shù)*/#include“minfile.c”

/*包含minfile.c文件，以便調(diào)用min函數(shù)*/intmain(void){inta=18,b=9,c,d;c=max(a,b);d=min(a,b);printf(“max=%d,min=%d\n”,c,d);return0;}[演示]注意：編譯時(shí)使用“changedir”命令修改工作目錄為3個(gè)文件的保存目錄。

說明：雖然在mainfile.c文件中沒有定義max函數(shù)和min函數(shù)，但由于在mainfile.c文件中使用了#include“maxfile.c”和#include“minfile.c”包含命令，將這兩個(gè)文件的內(nèi)容包含到了mainfile.c源文件中，所以可以調(diào)用這兩個(gè)函數(shù)。10.3條件編譯

一般情況下，源程序中所有的行都參加編譯。但有時(shí)希望對其中一部分內(nèi)容只在滿足一定條件才進(jìn)行編譯，這就是條件編譯。商業(yè)軟件公司廣泛應(yīng)用條件編譯來提供和維護(hù)某一程序的許多顧客版本。條件編譯有以下幾種形式：（1）＃ifdef標(biāo)識符程序段1；＃else

程序段2；＃endif功能：當(dāng)“標(biāo)識符”已經(jīng)被#define命令定義過，則編譯程序段1，否則編譯程序段2。（1）在不同的系統(tǒng)中，一個(gè)int型數(shù)據(jù)占用的內(nèi)存字節(jié)數(shù)可能是不同的。這樣往往需要對源程序作出修改，這就降低了程序的通用性。使用以下條件編譯處理，則可以輕松解決此類問題。如：如果在這組條件編譯命令之前曾出現(xiàn)以下命令行：

#defineCOMPUTER_A0或?qū)OMPUTER_A定義為任何字符串，甚至是

#defineCOMPUTER_A則編譯后程序中的INTEGER_SIZE都用16代替，否則用32來代替。這樣源程序可以不必作任何修改就可以用于不同類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。#ifdefCOMPUTER_A#defineINTEGER_SIZE16#else#defineINTEGER_SIZE32#endif如果COMPUTER_A在前面已經(jīng)被定義過，則編譯下面的命令行：

#defineINTEGER_SIZE16否則，編譯下面的命令行：

#defineINTEGER_SIZE32(3)＃if常量表達(dá)式程序段1；＃else

程序段2；＃endif

功能：如果常量表達(dá)式的值為真(非0)，則對程序段1進(jìn)行編譯，否則對程序段2進(jìn)行編譯。(2)＃ifndef標(biāo)識符程序段1；＃else

程序段2；＃endif功能：當(dāng)“標(biāo)識符”沒有被#define命令定義過，則編譯程序段1，否則編譯程序段2。與第一種形式的作用剛好