C語(yǔ)言教學(xué)課件：第9章 預(yù)處理

1、第九章 基本概念A(yù)NSI C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以在源程序中加入一些“預(yù)處理命令” ，以改進(jìn)程序設(shè)計(jì)環(huán)境，提高編程效率。這些預(yù)處理命令是由ANSI C統(tǒng)一規(guī)定的，但是它不是C語(yǔ)言本身的組成部分，不能直接對(duì)它們進(jìn)行編譯（因?yàn)榫幾g程序不能識(shí)別它們）。必須在對(duì)程序進(jìn)行通常的編譯之前，先對(duì)程序中這些特殊的命令進(jìn)行“預(yù)處理”。經(jīng)過(guò)預(yù)處理后程序可由編譯程序?qū)︻A(yù)處理后的源程序進(jìn)行通常的編譯處理，得到可供執(zhí)行的目標(biāo)代碼。 基本概念C語(yǔ)言與其他高級(jí)語(yǔ)言的一個(gè)重要區(qū)別是可以使用預(yù)處理命令和具有預(yù)處理的功能。提供的預(yù)處理功能主要有以下三種：宏定義文件包含條件編譯 這些功能分別用宏定義命令、文件包含命令、條件編譯命令來(lái)實(shí)現(xiàn)。為

2、了與一般語(yǔ)句相區(qū)別，這些命令以符號(hào)“”開頭。例如： #define #include 9.1 宏定義9.1.1 不帶參數(shù)的宏定義 宏定義一般形式為:define 標(biāo)識(shí)符 字符串例如：define PI 3.1415926宏定義的作用是在本程序文件中用指定的標(biāo)識(shí)符PI來(lái)代替“3.1415926”這個(gè)字符串，這種方法使用戶能以一個(gè)簡(jiǎn)單的名字代替一個(gè)長(zhǎng)的字符串。這個(gè)標(biāo)識(shí)符（名字）稱為“宏名”。在預(yù)編譯時(shí)將宏名替換成字符串的過(guò)程稱為“宏展開”。define是宏定義命令。#include #define PI 3.1415926 void main() float l,s,r,v; printf(inp

3、ut radius:); scanf(%f,&r); l=2.0*PI*r; s=PI*r*r; v=4.0/3*PI*r*r*r;printf(l=%10.4fns=%10.4fnv=%10.4fn,l,s,v);例9.1 使用不帶參數(shù)的宏定義。 input radius: 4 運(yùn)行情況如下：1=25.1328s=50.2655v=150.7966(1) 宏名一般習(xí)慣用大寫字母表示，以便與變量名相區(qū)別。但這并非規(guī)定，也可用小寫字母。(2) 使用宏名代替一個(gè)字符串，可以減少程序中重復(fù)書寫某些字符串的工作量。(3) 宏定義是用宏名代替一個(gè)字符串，只作簡(jiǎn)單置換，不作正確性檢查。只有在編譯已被宏展開

4、后的源程序時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤并報(bào)錯(cuò)。說(shuō)明：(4) 宏定義不是語(yǔ)句，不必在行末加分號(hào)。如果加了分號(hào)則會(huì)連分號(hào)一起進(jìn)行置換。(5) define命令出現(xiàn)在程序中函數(shù)的外面，宏名的有效范圍為定義命令之后到本源文件結(jié)束。通常，define命令寫在文件開頭，函數(shù)之前，作為文件一部分，在此文件范圍內(nèi)有效。(6) 可以用undef命令終止宏定義的作用域。例如： 說(shuō)明：#define G 9.8 _ void main() G的有效范圍 - #undef G f1() 在f1函數(shù)中，不再代表9.8。這樣可以靈活控制宏定義的作用范圍。(7) 在進(jìn)行宏定義時(shí)，可以引用已定義的宏名，可以層層置換。 說(shuō)明：#incl

5、ude #define R 3.0#define PI 3.1415926#define L 2*PI*R#define S PI*R*Rvoid main() printf(L=%fnS=%fn,L,S);運(yùn)行情況如下：L=18.849556S=28.274333例9.2 在宏定義中引用已定義的宏名。 經(jīng)過(guò)宏展開后，printf函數(shù)中的輸出項(xiàng)被展開為: 2*3.1415926*3.0展開為 3.1415926*3.0*3.0printf函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句展開為:printf(“L=%FNS=%fn”,2*3.1415926*3.0,3.1415926*3.0*3.0);(8) 對(duì)程序中用雙撇號(hào)括起

6、來(lái)的字符串內(nèi)的字符，即使與宏名相同，也不進(jìn)行置換。 (9) 宏定義是專門用于預(yù)處理命令的一個(gè)專用名詞，它與定義變量的含義不同，只作字符替換，不分配內(nèi)存空間。說(shuō)明： 9.1.2 帶參數(shù)的宏定義 作用：不是進(jìn)行簡(jiǎn)單的字符串替換，還要進(jìn)行參數(shù)替換。 帶參數(shù)的宏定義一般形式為:define 宏名（參數(shù)表） 字符串 字符串中包含在括弧中所指定的參數(shù)#define S(a,b) a*b area=S(3,2);例：對(duì)帶實(shí)參的宏（如S（3，2），則按define命令行中指定的字符串從左到右進(jìn)行置換。若串中包含宏中的形參（如a、b），則將程序中相應(yīng)的實(shí)參（可以是常量、變量或表達(dá)式）代替形參。這樣就形成了置換的

7、字符串。對(duì)帶參的宏定義是這樣展開置換的： 因此賦值語(yǔ)句展開為：area=3*2#include #define PI 3.1415926#define S(r) PI*r*rvoid main() float a,area; a=3.6; area=S(a); printf(r=%fnarea=%fn,a,area);運(yùn)行情況如下：=3.600000 area=40.715038例9.3 使用帶參的宏 賦值語(yǔ)句“area=S(a); ” 經(jīng)宏展開后為：area=3.1415926*； (1)對(duì)帶參數(shù)的宏展開只是將語(yǔ)句中的宏名后面括號(hào)內(nèi)的實(shí)參字符串代替define 命令行中的形參。(2) 在宏定

8、義時(shí)，在宏名與帶參數(shù)的括弧之間不應(yīng)加空格，否則將空格以后的字符都作為替代字符串的一部分。 說(shuō)明：(1) 函數(shù)調(diào)用時(shí)，先求出實(shí)參表達(dá)式的值，然后代入形參。而使用帶參的宏只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的字符替換。(2) 函數(shù)調(diào)用是在程序運(yùn)行時(shí)處理的，為形參分配臨時(shí)的內(nèi)存單元。而宏展開則是在編譯前進(jìn)行的，在展開時(shí)并不分配內(nèi)存單元，不進(jìn)行值的傳遞處理，也沒(méi)有“返回值”的概念。(3) 對(duì)函數(shù)中的實(shí)參和形參類型要求一致。而宏名無(wú)類型，它的參數(shù)也無(wú)類型，只是一個(gè)符號(hào)代表，展開時(shí)代入指定的字符串即可。宏定義時(shí)，字符串可以是任何類型的數(shù)據(jù)。(4) 調(diào)用函數(shù)只可得到一個(gè)返回值，而用宏可以設(shè)法得到幾個(gè)結(jié)果。例9.4 帶參數(shù)的宏和函數(shù)

9、的區(qū)別：(5) 使用宏次數(shù)多時(shí)，宏展開后源程序長(zhǎng)，因?yàn)槊空归_一次都使程序增長(zhǎng)，而函數(shù)調(diào)用不會(huì)使源程序變長(zhǎng)。(6) 宏替換不占運(yùn)行時(shí)間，只占編譯時(shí)間。而函數(shù)調(diào)用則占運(yùn)行時(shí)間（分配單元、保留現(xiàn)場(chǎng)、值傳遞、返回）。帶參數(shù)的宏和函數(shù)的區(qū)別： 如果善于利用宏定義，可以實(shí)現(xiàn)程序的簡(jiǎn)化，如事先將程序中的“輸出格式”定義好，以減少在輸出語(yǔ)句中每次都要寫出具體的輸出格式的麻煩。所謂“文件包含”處理是指一個(gè)源文件可以將另外一個(gè)源文件的全部?jī)?nèi)容包含進(jìn)來(lái)。語(yǔ)言提供了#include命令用來(lái)實(shí)現(xiàn)“文件包含”的操作。其一般形式為: #include 文件名或 #include 9.2 “文件包含”處理注意： 在編譯時(shí)并不

10、是分別對(duì)兩個(gè)文件分別進(jìn)行編譯，然后再將它們的目標(biāo)程序連接的，而是在經(jīng)過(guò)編譯預(yù)處理后將對(duì)應(yīng)文件包含到主文件中，得到一個(gè)新的源程序，然后對(duì)這個(gè)文件進(jìn)行編譯，得到一個(gè)目標(biāo)（.obj）文件。被包含的文件成為新的源文件的一部分，而非單獨(dú)生成目標(biāo)文件。(1) 一個(gè)#include命令只能指定一個(gè)被包含文件，如果要包含個(gè)文件，要用個(gè)#include命令。(2) 如果文件包含文件，而在文件中要用到文件的內(nèi)容，則可在文件中用兩個(gè)include命令分別包含文件和文件，而且文件應(yīng)出現(xiàn)在文件之前，即在file1.c中定義。(3) 在一個(gè)被包含文件中又可以包含另一個(gè)被包含文件，即文件包含是可以嵌套的。 說(shuō)明：(4) 在

11、#include命令中，文件名可以用雙撇號(hào)或尖括號(hào)括起來(lái)。(5) 被包含文件（file2.h）與其所在的文件（即用#include命令的源文件file2.c），在預(yù)編譯后已成為同一個(gè)文件（而不是兩個(gè)文件）。因此，如果file2.h中有全局靜態(tài)變量，它也在file1.c文件中有效，不必用extern聲明。 說(shuō)明： 9. 條件編譯概念：所謂“條件編譯”，是對(duì)部分內(nèi)容指定編譯的條件，使其只在滿足一定條件才進(jìn)行編譯。條件編譯命令的幾種形式：(1)ifdef 標(biāo)識(shí)符 程序段else 程序段endif(2)ifndef 標(biāo)識(shí)符 程序段else 程序段endif(3) if 表達(dá)式 程序段else 程序段endif這里的“程序段”，可以是語(yǔ)句組也可以是命令行。例97 輸入一行字母字符，根據(jù)需要設(shè)置條件編譯，使之能將字母全改為大寫輸出，或全改為小寫