C - 预处理器

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C预处理器不是编译器的一部分，而是编译过程中的一个单独步骤。简单来说，C 预处理器只是一个文本替换工具，它指示编译器在实际编译之前进行所需的预处理。我们将 C 预处理器称为 CPP。

所有预处理器命令均以井号 (#) 开头。它必须是第一个非空白字符，并且为了可读性，预处理器指令应从第一列开始。以下部分列出了所有重要的预处理器指令 -

预处理器示例

分析以下示例以了解各种指令。

#define MAX_ARRAY_LENGTH 20

该指令告诉 CPP 将 MAX_ARRAY_LENGTH 的实例替换为 20。对常量使用#define以提高可读性。

#include <stdio.h>
#include "myheader.h"

这些指令告诉 CPP 从系统库获取 stdio.h并将文本添加到当前源文件中。下一行告诉 CPP从本地目录获取myheader.h并将内容添加到当前源文件中。

#undef  FILE_SIZE
#define FILE_SIZE 42

它告诉 CPP 取消定义现有的 FILE_SIZE 并将其定义为 42。

#ifndef MESSAGE
   #define MESSAGE "You wish!"
#endif

它告诉 CPP 仅当尚未定义 MESSAGE 时才定义 MESSAGE。

#ifdef DEBUG
   /* Your debugging statements here */
#endif

如果定义了 DEBUG，它告诉 CPP 处理所包含的语句。如果您在编译时将-DDEBUG标志传递给 gcc 编译器，这会很有用。这将定义 DEBUG，因此您可以在编译期间动态打开和关闭调试。

预定义宏

ANSI C 定义了许多宏。尽管每个宏都可以在编程中使用，但不应直接修改预定义的宏。

让我们尝试以下示例 -

#include <stdio.h>

int 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__ );

}

当编译并执行文件test.c中的上述代码时，会产生以下结果 -

File :test.c
Date :Jun 2 2012
Time :03:36:24
Line :8
ANSI :1

预处理器运算符

C 预处理器提供以下运算符来帮助创建宏 -

宏延续 (\) 运算符

宏通常仅限于一行。宏继续运算符 (\) 用于继续对于单行来说太长的宏。例如 -

#define  message_for(a, b)  \
   printf(#a " and " #b ": We love you!\n")

字符串化 (#) 运算符

在宏定义中使用字符串化或数字符号运算符 ( '#' ) 时，会将宏参数转换为字符串常量。该运算符只能用在具有指定参数或参数列表的宏中。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;
}

当上面的代码被编译并执行时，它会产生以下结果 -

Carole and Debra: We love you!

令牌粘贴 (##) 运算符

宏定义中的标记粘贴运算符 (##) 组合了两个参数。它允许将宏定义中的两个单独的标记连接成单个标记。例如 -

#include <stdio.h>

#define tokenpaster(n) printf ("token" #n " = %d", token##n)

int main(void) {
   int token34 = 40;
   tokenpaster(34);
   return 0;
}

当上面的代码被编译并执行时，它会产生以下结果 -

token34 = 40

之所以发生这种情况，是因为此示例会从预处理器产生以下实际输出 -

printf ("token34 = %d", token34);

此示例显示了 token##n 到 token34 的串联，这里我们使用了stringize和token-pasting。

Defined() 运算符

预处理器定义的运算符在常量表达式中使用，以确定标识符是否是使用#define 定义的。如果定义了指定的标识符，则该值为 true（非零）。如果未定义符号，则值为 false（零）。定义的运算符指定如下 -

#include <stdio.h>

#if !defined (MESSAGE)
   #define MESSAGE "You wish!"
#endif

int main(void) {
   printf("Here is the message: %s\n", MESSAGE);  
   return 0;
}

当上面的代码被编译并执行时，它会产生以下结果 -

Here is the message: You wish!

参数化宏

CPP 的强大功能之一是能够使用参数化宏来模拟函数。例如，我们可能有一些代码来计算一个数字的平方，如下所示 -

int square(int x) {
   return x * x;
}

我们可以使用宏重写上面的代码，如下所示 -

#define square(x) ((x) * (x))

带参数的宏必须先使用#define指令定义，然后才能使用。参数列表括在括号中，并且必须紧跟在宏名称之后。宏名称和左括号之间不允许有空格。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;
}

当上面的代码被编译并执行时，它会产生以下结果 -

Max between 20 and 10 is 20