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第九章 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)
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
   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。