C語(yǔ)言 預(yù)處理器

C 預(yù)處理器不是編譯器的組成部分，但是它是編譯過(guò)程中一個(gè)單獨(dú)的步驟。簡(jiǎn)言之，C 預(yù)處理器只不過(guò)是一個(gè)文本替換工具而已，它們會(huì)指示編譯器在實(shí)際編譯之前完成所需的預(yù)處理。我們將把 C 預(yù)處理器（C Preprocessor）簡(jiǎn)寫(xiě)為 CPP。

預(yù)處理器實(shí)例

分析下面的實(shí)例來(lái)理解不同的指令。

#define MAX_ARRAY_LENGTH 20

這個(gè)指令告訴 CPP 把所有的 MAX_ARRAY_LENGTH 替換為 20。使用 #define 定義常量來(lái)增強(qiáng)可讀性。

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

這些指令告訴 CPP 從系統(tǒng)庫(kù)中獲取 stdio.h，并添加文本到當(dāng)前的源文件中。下一行告訴 CPP 從本地目錄中獲取 myheader.h，并添加內(nèi)容到當(dāng)前的源文件中。

#undef  FILE_SIZE
#define FILE_SIZE 42

這個(gè)指令告訴 CPP 取消已定義的 FILE_SIZE，并定義它為 42。

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

這個(gè)指令告訴 CPP 只有當(dāng) MESSAGE 未定義時(shí)，才定義 MESSAGE。

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

這個(gè)指令告訴 CPP 如果定義了 DEBUG，則執(zhí)行處理語(yǔ)句。在編譯時(shí)，如果您向 gcc 編譯器傳遞了 -DDEBUG 開(kāi)關(guān)量，這個(gè)指令就非常有用。它定義了 DEBUG，您可以在編譯期間隨時(shí)開(kāi)啟或關(guān)閉調(diào)試。

預(yù)定義宏

ANSI C 定義了許多宏。在編程中您可以使用這些宏，但是不能直接修改這些預(yù)定義的宏。

讓我們來(lái)嘗試下面的實(shí)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__ );

}

當(dāng)上面的代碼（在文件 test.c 中）被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

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

預(yù)處理器運(yùn)算符

C 預(yù)處理器提供了下列的運(yùn)算符來(lái)幫助您創(chuàng)建宏：

宏延續(xù)運(yùn)算符（\）

一個(gè)宏通常寫(xiě)在一個(gè)單行上。但是如果宏太長(zhǎng)，一個(gè)單行容納不下，則使用宏延續(xù)運(yùn)算符（\）。例如：

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

字符串常量化運(yùn)算符（#）

在宏定義中，當(dāng)需要把一個(gè)宏的參數(shù)轉(zhuǎn)換為字符串常量時(shí)，則使用字符串常量化運(yùn)算符（#）。在宏中使用的該運(yùn)算符有一個(gè)特定的參數(shù)或參數(shù)列表。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;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

Carole and Debra: We love you!

標(biāo)記粘貼運(yùn)算符（##）

宏定義內(nèi)的標(biāo)記粘貼運(yùn)算符（##）會(huì)合并兩個(gè)參數(shù)。它允許在宏定義中兩個(gè)獨(dú)立的標(biāo)記被合并為一個(gè)標(biāo)記。例如：

#include <stdio.h>

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

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

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

token34 = 40

這是怎么發(fā)生的，因?yàn)檫@個(gè)實(shí)例會(huì)從編譯器產(chǎn)生下列的實(shí)際輸出：

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

這個(gè)實(shí)例演示了 token##n 會(huì)連接到 token34 中，在這里，我們使用了字符串常量化運(yùn)算符（#）和標(biāo)記粘貼運(yùn)算符（##）。

defined() 運(yùn)算符

預(yù)處理器 defined 運(yùn)算符是用在常量表達(dá)式中的，用來(lái)確定一個(gè)標(biāo)識(shí)符是否已經(jīng)使用 #define 定義過(guò)。如果指定的標(biāo)識(shí)符已定義，則值為真（非零）。如果指定的標(biāo)識(shí)符未定義，則值為假（零）。下面的實(shí)例演示了 defined() 運(yùn)算符的用法：

#include <stdio.h>

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

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

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

Here is the message: You wish!

參數(shù)化的宏

CPP 一個(gè)強(qiáng)大的功能是可以使用參數(shù)化的宏來(lái)模擬函數(shù)。例如，下面的代碼是計(jì)算一個(gè)數(shù)的平方：

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

我們可以使用宏重寫(xiě)上面的代碼，如下：

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

在使用帶有參數(shù)的宏之前，必須使用 #define 指令定義。參數(shù)列表是括在圓括號(hào)內(nèi)，且必須緊跟在宏名稱的后邊。宏名稱和左圓括號(hào)之間不允許有空格。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;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

Max between 20 and 10 is 20