C語言程序設計課件 第9章

第9章編譯預處理9.1文件包含9.2宏定義9.3條件編譯9.4預處理命令的綜合示例本章小結

9.1文件包含

9.1.1文件包含命令的作用如果文件A中有一條文件包含預處理命令，如：#include<B>則該命令將指定文件B的內容復制到文件A中“#include<B>”命令處的位置，共同組成一個程序文件，即在文件A中產(chǎn)生文件B的一個副本。

例如：

圖9-1所示是一個文件包含關系的示意圖。文件file1.c中的包含命令“#include"file2.c"”將文件file2.c復制進文件file1.c中。圖(a)和圖(b)所示是預處理前的情況，圖(c)是將文件file2.c復制文件file1.c之后的file1.c結構示意圖。圖9-1文件包含關系的示意圖

9.1.2#include命令的兩種格式

#include命令有兩種格式：

格式一：#include<文件名>

格式二：#include"文件名"

兩種格式的區(qū)別是：用尖括號時，系統(tǒng)到存放C語言庫函數(shù)頭文件所在的目錄(一般是C編譯系統(tǒng)的include子目錄)中尋找要復制的文件(這稱為標準方式)。用雙引號時，系統(tǒng)先在用戶當前目錄中或指定目錄中尋找要復制的文件，若找不到，再按標準方式查找(即按尖括號的方式查找)。

通常，如果為調用系統(tǒng)庫函數(shù)而用“#include”命令來復制相應的頭文件(如stdio.h、math.h、string.h等)，宜采用尖括號，以節(jié)省查找時間。如果要復制的文件是用戶自己定義的(這種文件一般都位于當前目錄下)，宜采用雙引號。

在程序設計中，文件包含是很有用的。一個大的程序可以分為多個模塊，由多個程序員分別編程。有些公用的符號常量或宏定義等可單獨組成一個文件，在其他文件的開頭用復制命令包含該文件即可使用。這樣，可避免在每個文件開頭都去書寫那些公用的量，從而節(jié)省時間，并減少出錯。

例9-1設計一個求n!的函數(shù)，存放于文件exam.c中，然后設計主函數(shù)文件file.c，計算p=n!/m!/(n-m)!。

9.2宏定義

宏定義有兩種，即不帶參數(shù)的宏和帶參數(shù)的宏。宏定義的作用是用標識符來代表一字符串，一旦對字符串命名，就可在源程序中使用宏定義標識符，系統(tǒng)編譯之前會自動查找標識符并替換成字符串。

9.2.1不帶參數(shù)的宏

不帶參數(shù)的宏定義的一般形式為

#define宏名宏體

其中：“#”表示這是一條預處理命令；“define”為宏定義命令；“宏名”為一個合法的標識符，一般建議用大寫字母，以與變量名相區(qū)別；“宏體”可以是常數(shù)、表達式或語句，甚至可以是多條語句。define、宏名、宏體三者之間要用一個或多個空格分隔。

例如：

#definePI3.1415926

在預處理時，系統(tǒng)在該宏定義以后查找出現(xiàn)的每一個宏名都用宏體來代替，這個過程叫宏替換。

例9-2求球的表面積和體積。

在預處理時，系統(tǒng)會查找main()函數(shù)中的宏PI并用宏體3.141?592?6替換。預編譯后文件將變?yōu)?/p>

例9-3使用無參宏定義格式控制輸出。

程序運行結果為

Wangyi1308001621.00

Liwei1308002612.00

采用宏定義后，如果要修改PI值，只需在宏定義處修改PI值，而不需在計算面積和體積等多處修改，減少了代碼修改量，降低了程序出錯的可能性，提高了程序的健壯性。

9.2.2帶參數(shù)的宏

帶參數(shù)宏定義的一般形式為

#define宏名(參數(shù))宏體

例如

#defineSQR(x)(x)*(x)

#defineMOD(x,y)(x)%(y)

預處理時，系統(tǒng)在用宏體代替宏名的同時，實在參數(shù)會代替宏體中形式參數(shù)，同樣宏替換仍只是一種簡單的查找替換，不能進行計算或實現(xiàn)其他的功能。

當程序出現(xiàn)下列語句時：

y=SQR(a+b);

程序在預處理時，將被替換成如下語句：

y=(a+b)*(a+b);

例9-4帶參宏定義示例。

帶參數(shù)的宏定義可以嵌套調用其他已存在的宏，即下一個宏定義的宏體可以出現(xiàn)上面已經(jīng)定義過的宏名。

例如：

#defineSQR(x)(x)*(x)

#defineCUBE(x)SQR(x)*(x)

語句CUBE(a+b)進行宏展開后，變?yōu)?/p>

(a+b)*(a+b)*(a+b)

例9-5比較宏定義中括號的使用方法的示例。

程序運行結果為

輸入一個數(shù):3

SQ1:sq=16

SQ2:sq=7

SQ3:sq=16

SQ1:sq=160

SQ2:sq=57

SQ3:sq=10

在宏替換中，不管有無參數(shù)，宏名總是原封不動替換成定義串，當定義串中帶有括號時，替換時這些括號原樣出現(xiàn)在替換結果中，即宏定義串中的括號不是運算符，僅表示括號符號。對于SQ2、SQ3的宏來說，若替換方式為

sq=160/SQ2(a+1);sq=160/SQ3(a+1);

即將參數(shù)a+1分別傳入宏SQ2和SQ3中，有無括號的替換對結果的影響很大。SQ2被替換成“160/a+1*a+1”；而SQ3替換后可表示為“160/((a+1)*(a+1))”。

9.3條件編譯

C語言提供了條件編譯的預處理命令，可以按不同的條件去編譯不同的程序部分，進而產(chǎn)生不同的目標代碼文件。一般情況下，源程序的所有語句都會參加編譯。但有時若希望只對其中的部分滿足條件的語句進行編譯，則要用到“條件編譯”。條件編譯是在對源程序編譯之前的處理中，根據(jù)給定的條件，決定只編譯其中的某一部分源程序，而不編譯另外一部分源程序(塊刪除)。條件編譯有3種格式。

1.格式一

條件編譯格式一的一般形式為

#ifdef標識符

程序段1

#else

程序段2

#endif

條件編譯格式的功能：如果標識符已經(jīng)被“#define”命令定義過，則當程序編譯時只對程序段1進行編譯，否則只對程序段2進行編譯。其中的程序段可以是一條語句，也可以是一組語句。如果是一組語句，不必像復合語句一樣加上花括號。

例9-6條件編譯格式一的示例。

例9-7條件編譯#if-#else-#endif的用法示例。

程序運行結果為

選用較小的值編譯.

程序的編譯過程取決于MAX定義的大小，當MAX>99時，使用#if部分編譯，而#else部分是不進行編譯的，反之亦然。

在程序的第1行宏定義中，定義MAX表示常量10，在本例中表示一個數(shù)值。若條件判斷為非0的數(shù)表示真，否則為假。MAX也可以為任何字符串，可以根據(jù)需要自行定義符號常量，只要定義了，就編譯滿足條件的部分。

2.格式二

條件編譯格式二的一般形式為

#ifndef標識符

程序段1

#else

程序段2

#endif

格式二與格式一的不同之處是將“ifdef”改成“ifndef”。其功能是：如果標識符沒有被“#define”命令定義過，則當程序編譯時只對程序段1進行編譯，否則只對程序段2進行編譯。這與格式一的功能恰好相反。

例9-8利用條件編譯，計算面積。

3.格式三

條件編譯格式三的一般形式為

#if常量表達式

程序段1

#else

程序段2

#endif

條件編譯格式三的功能：如果常量表達式的值為真(即非0)，則當程序編譯時只對程序段1進行編譯，否則只對程序段2進行編譯。

例9-9條件編譯格式三的示例。

條件編譯當然也可用條件語句(if語句)來實現(xiàn)，但若用條件語句將會對整個源程序進行編譯，造成目標程序長，可執(zhí)行程序的運行時間長；而采用條件編譯，可減少被編譯的語句，從而減少了目標程序的長度和可執(zhí)行程序的運行時間(少了關系運算并跳轉的時間)。

9.4預處理命令的綜合示例

例9-10用條件編譯輸入一行電報文字，破解電報的密碼是每個字母都會被輸出到字母表對應的下一個字母。

例9-11三角形面積公式為

，其中S?=?(a?+?b?+?c?)/2，a、b、c為