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1、9预处理命令19.1概述19.2宏定义19.2.1无参宏定义19.2.2带参宏定义49.3文件包含89.4条件编译99.5本章小结119 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。 语言
2、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：
3、#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*
4、y)main() int s,y; printf(input a number: ); scanf(%d,&y); s=3*M+4*M+5*M; printf(s=%dn,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、+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# un
6、def命令。例如： #define PI 3.14159 main() #undef PIf1() 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 100main() 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#defi
7、ne 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 body5,*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，
8、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：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
9、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 %dn#define F %fnmain() 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 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
10、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) (ab)?a:bmain() int x,y,max; printf(input two numbers: ); scanf(%d%d,&x,&y); max=MAX(x,y); printf(max=%dn,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(ab)?a:b，形参a,b均出现在条件表达式
11、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=(xy)?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) (ab)?a:b写为： #define MAX (a,b) (ab)?a:b将被认为是无参宏定义，宏名MAX代表字符串 (a,b) (ab)?a:b。宏展开时，宏调用语句： max=MAX(x,y);将变为： max=(a,b)(ab)?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，
12、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=%dn,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
13、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。4. 在宏定义中，字符串内的形参通常要用括号括起来以避免出错。在上例中的宏定义中(y)*(y)表达式的y都用括号括起来，因此结果是正确的。如果去掉括号，把程序改为以下形式：【例9.6】#define SQ(y) y*ymain() int a,sq; printf(input a number: ); scanf(%d,&a); sq=SQ(a+1)
14、; printf(sq=%dn,sq);运行结果为：input a number:3sq=7同样输入3，但结果却是不一样的。问题在哪里呢? 这是由于代换只作符号代换而不作其它处理而造成的。宏代换后将得到以下语句： sq=a+1*a+1;由于a为3故sq的值为7。这显然与题意相违，因此参数两边的括号是不能少的。即使在参数两边加括号还是不够的，请看下面程序：【例9.7】#define SQ(y) (y)*(y)main() int a,sq; printf(input a number: ); scanf(%d,&a); sq=160/SQ(a+1); printf(sq=%dn,sq);本程序与前例相比，只把宏调用语句改为： sq=160/SQ(a+1);运行本程序如输入值仍为3时，希望
