C 預處理器不是編譯器的組成部分,但是它是編譯過程中一個單獨的步驟。簡言之,C 預處理器只不過是一個文本替換工具而已,他們會指示編譯器在實際編譯之前完成所需的預處理。我們將把 C 預處理器(C Preprocessor)簡寫為 CPP。
所有的預處理器命令都是以井號(#)開頭。它必須是第一個非空字符,為了增強可讀性,預處理器指令應從第一列開始。下面列出了所有重要的預處理器指令
| 指令 | 描述 |
|---|---|
| #define | 定義宏 |
| #include | 包含一個源代碼文件 |
| #undef | 取消已定義的宏 |
| #ifdef | 如果宏已經(jīng)定義,則返回真 |
| #ifndef | 如果宏沒有定義,則返回真 |
| #if | 如果給定條件為真,則編譯下面代碼 |
| #else | #if 的替代方案 |
| #elif | 如果前面的 #if 給定條件不為真,當前條件為真,則編譯下面代碼 |
| #endif | 結束一個 #if……#else 條件編譯塊 |
| #error | 當遇到標準錯誤時,輸出錯誤消息 |
| #pragma | 使用標準化方法,向編譯器發(fā)布特殊的命令到編譯器中 |
分析下面的實例來理解不同的指令。
#define MAX_ARRAY_LENGTH 20
這個指令告訴 CPP 把所有的 MAX_ARRAY_LENGTH 替換為 20。使用 #define 定義常量來增強可讀性。
#include <stdio.h>
#include "myheader.h"
這些指令告訴 CPP 從系統(tǒng)庫中獲取 stdio.h,并添加文本到當前的源文件中。下一行告訴 CPP 從本地目錄中獲取 myheader.h,并添加內容到當前的源文件中。
#undef FILE_SIZE
#define FILE_SIZE 42
這個指令告訴 CPP 取消已定義的 FILE_SIZE,并定義它為 42。
#ifndef MESSAGE
#define MESSAGE "You wish!"
#endif
這個指令告訴 CPP 只有當 MESSAGE 未定義時,才定義 MESSAGE。
#ifdef DEBUG
/* Your debugging statements here */
#endif
這個指令告訴 CPP 如果定義了 DEBUG,則執(zhí)行處理語句。在編譯時,如果您向 gcc 編譯器傳遞了 -DDEBUG 開關量,這個指令就非常有用。它定義了 DEBUG,您可以在編譯期間隨時開啟或關閉調試。
ANSI C 定義了許多宏。在編程中您可以使用這些宏,但是不同直接修改這些預定義的宏。
| 宏 | 描述 |
|---|---|
| DATE | 當前日期,一個以 "MMM DD YYYY" 格式表示的字符常量。 |
| TIME | 當前時間,一個以 "HH:MM:SS" 格式表示的字符常量。 |
| FILE | 這會包含當前文件名,一個字符串常量。 |
| LINE | 這會包含當前行號,一個十進制常量。 |
| STDC | 當編譯器以 ANSI 標準編譯時,則定義為 1。 |
讓我們來嘗試下面的實例:
# include <stdio.h>
main()
{
printf("File :%s\n", __FILE__ );
printf("Date :%s\n", __DATE__ );
printf("Time :%s\n", __TIME__ );
printf("Line :%d\n", __LINE__ );
printf("ANSI :%d\n", __STDC__ );
}
當上面的代碼(在文件 test.c 中)被編譯和執(zhí)行時,它會產(chǎn)生下列結果:
File :test.c
Date :Jun 2 2012
Time :03:36:24
Line :8
ANSI :1
C 預處理器提供了下列的運算符來幫助您創(chuàng)建宏:
一個宏通常寫在一個單行上。但是如果宏太長,一個單行容納不下,則使用宏延續(xù)運算符(\)。例如:
#define message_for(a, b) \
printf(#a " and " #b ": We love you!\n")
在宏定義中,當需要把一個宏的參數(shù)轉換為字符串常量時,則使用字符串常量化運算符(#)。在宏中使用的該運算符有一個特定的參數(shù)或參數(shù)列表。例如:
#include <stdio.h>
#define message_for(a, b) \
printf(#a " and " #b ": We love you!\n")
int main(void)
{
message_for(Carole, Debra);
return 0;
}
當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時,它會產(chǎn)生下列結果:
Carole and Debra: We love you!
宏定義內的標記粘貼運算符(##)會合并兩個參數(shù)。它允許在宏定義中兩個獨立的標記被合并為一個標記。例如:
#include <stdio.h>
#define tokenpaster(n) printf ("token" #n " = %d", token##n)
int main(void)
{
int token34 = 40;
tokenpaster(34);
return 0;
}
當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時,它會產(chǎn)生下列結果:
token34 = 40
這是怎么發(fā)生的,因為這個實例會從編譯器產(chǎn)生下列的實際輸出:
printf ("token34 = %d", token34);
這個實例演示了 token##n 會連接到 token34 中,在這里,我們使用了字符串常量化運算符(#)和標記粘貼運算符(##)。
預處理器 defined 運算符是用在常量表達式中的,用來確定一個標識符是否已經(jīng)使用 #define 定義過。如果指定的標識符已定義,則值為真(非零)。如果指定的標識符未定義,則值為假(零)。下面的實例演示了 defined() 運算符的用法:
#include <stdio.h>
#if !defined (MESSAGE)
#define MESSAGE "You wish!"
#endif
int main(void)
{
printf("Here is the message: %s\n", MESSAGE);
return 0;
}
當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時,它會產(chǎn)生下列結果:
<pre> Here is the message: You wish! </pre>
CPP 一個強大的功能是可以使用參數(shù)化的宏來模擬函數(shù)。例如,下面的代碼是計算一個數(shù)的平方:
int square(int x) {
return x * x;
}
我們可以使用宏重寫上面的代碼,如下:
#define square(x) ((x) * (x))
在使用帶有參數(shù)的宏之前,必須使用 #define 指令定義。參數(shù)列表是括在圓括號內,且必須緊跟在宏名稱的后邊。宏名稱和左圓括號之間不允許有空格。例如:
#include <stdio.h>
#define MAX(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
int main(void)
{
printf("Max between 20 and 10 is %d\n", MAX(10, 20));
return 0;
}
當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時,它會產(chǎn)生下列結果:
Max between 20 and 10 is 20