第六讲编译预处理.docx
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第六讲编译预处理
第6讲编译预处理
6.1编译预处理的根概念和特点
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。
6.1.2编译预处理的特点
⑴预处理命令均以“#”号开头，在它前面不能出现空格以外的其他字符。
⑵每一行命令独占一行。
⑶命令不以“；”为结束符，它不是C语句。
⑷预处理程序控制行的作用范围仅限于说明它们的那个文件。
◇Ｃ语言提供的预处理功能有：
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。
6.2宏定义
宏——在Ｃ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”。
宏名——被定义为“宏”的标识符称为“宏名”。
宏代换（宏替换或宏展开）——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”。
6.2.1不带参的宏定义
其定义的一般形式为：
#define标识符字符串
◇在前面介绍过的符号常量的定义就是一种无参宏定义。
#definePI3.14.5926
◇常对程序中反复使用的表达式进行宏定义。
例如：
#defineM（y*y+3*y）
用标识符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。
【例】
#include
#defineM（y*y+3*y）
voidmain（）
{
ints,y;
printf（"inputanumber:
"）;
scanf（"%d",&y）;
s=3*M+4*M+5*M;
printf（"s=%d\n",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）;
注意：
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：
#difineMy*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*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。
【例】
#include
#defineOK100
voidmain（）
{
printf（"OK"）;
printf（"\n"）;
}
运行程序输出：
OK
程序的运行结果为：
OK这表示把“OK”当字符串处理。
6.2.2带参宏定义
Ｃ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
在字符串中含有各个形参。
带参宏调用的一般形式为：
宏名（实参表）；
例如：
#defineM（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】
#include
#defineMAX（a,b）（a>b）?
a:
b
voidmain（）
{
intx,y,max;
printf（"inputtwonumbers:
"）;
scanf（"%d%d",&x,&y）;
max=MAX（x,y）;
printf（"max=%d\n",max）;
}
宏名MAX表示条件表达式（a>b）?
a:
b，形参a,b均出现在条件表达式中。
语句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=（x>y）?
x:
y;
用于计算x,y中的大数。
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：
#defineMAX（a,b）（a>b）?
a:
b
写为：
#defineMAX（a,b）（a>b）?
a:
b
将被认为是无参宏定义，宏名MAX代表字符串（a,b）（a>b）?
a:
b。
宏展开时，宏调用语句：
max=MAX（x,y）;
将变为：
max=（a,b）（a>b）?
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，因此不必作类型定义。
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】
#include
#defineSQ（y）（y）*（y）
voidmain（）
{
inta,sq;
printf（"inputanumber:
"）;
scanf（"%d",&a）;
sq=SQ（a+1）;
printf（"sq=%d\n",sq）;
}
宏调用中实参为a+1，是一个表达式，在宏展开时，用a+1代换形参y，再用（y）*（y）代换SQ，得到如下语句：
sq=（a+1）*（a+1）;
4）定义宏时，宏串中把形参用圆括号括起来和不括是不同的，若宏定义改为：
#defineSQ（y）y*y
则宏替换后为：
sq=a+1*a+1;
运行结果将完全不同。
【例】
#include
#defineSQ（y）（y）*（y）
voidmain（）
{
inta,sq;
printf（"inputanumber:
"）;
scanf（"%d",&a）;
sq=160/SQ（a+1）;
printf（"sq=%d\n",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，希望结果为10。
但实际运行的结果如下：
inputanumber:
3
sq=160
分析宏调用语句，在宏代换之后变为：
sq=160/（a+1）*（a+1）;
a为3时，由于“/”和“*”运算符优先级和结合性相同，则先作160/（3+1）得40，再作40*（3+1）最后得160。
为了得到正确答案应在宏定义中的整个字符串外加括号，程序修改如下：
【例】
#include
#defineSQ（y）（（y）*（y））
voidmain（）
{
inta,sq;
printf（"inputanumber:
"）;
scanf（"%d",&a）;
sq=160/SQ（a+1）;
printf（"sq=%d\n",sq）;
}
对于宏定义不仅应在参数两侧加括号，也应在整个字符串外加括号。
5）带参的宏和带参函数很相似，但有本质上的不同。
【例1】
#include
intSQ（inty）
{
return（（y）*（y））;
}
voidmain（）
{
inti=1;
while（i<=5）
printf（"%d:
%d\n",i,SQ（i++））;
}
程序运行后输出：
2:
1
3:
4
4:
9
5:
16
6:
25
【例2】
##include
#defineSQ（y）（（y）*（y））
voidmain（）
{
inti=1;
while（i<=5）
printf（"%d:
%d\n",i,SQ（i++））;
}
程序运行输出：
1:
1
3:
9
5:
25
在例1中，形参为Y，函数体表达式为（（y）*（y））。
在例2中。
形参也为y，字符串表达式为（（y）*（y））。
例1的函数调用为SQ（i++）
例2的宏调用为SQ（i++），实参也是相同的。
从输出结果来看，却大不相同。
分析如下：
在例1中，函数调用是把实参i值传给形参y后自增1。
然后输出函数值。
因而要循环5次。
输出1～5的平方值。
在例2中宏调用时，只作代换。
SQ（i++）被代换为（（i++）*（i++））。
每一次循环时，i完成乘运行后两次自增1，循环三次后，i=7，停止循环。
从以上分析可以看出函数调用和宏调用二者在形式上相似，在本质上是完全不同的。
6）宏定义也可用来定义多个语句，在宏调用时，把这些语句又代换到源程序内。
看下面的例子。
【例】
#include
#defineSSSV（s1,s2,s3,v）s1=l*w;s2=l*h;s3=w*h;v=w*l*h;
voidmain（）
{
intl=3,w=4,h=5,sa,sb,sc,vv;
SSSV（sa,sb,sc,vv）;
printf（"sa=%d\nsb=%d\nsc=%d\nvv=%d\n",sa,sb,sc,vv）;
}
6.3文件包含
文件包含是C预处理程序的另一个重要功能。
文件包含命令行的一般形式为：
#include"文件名"
在前面我们已多次用此命令包含过库函数的头文件。
例如：
#include"stdio.h"
#include"math.h"
功能：
是把指定的文件插入该命令行位置取代该命令行，从而把指定的文件和当前的源程序文件连成一个源文件。
应用：
一个大的程序可以分为多个模块，由多个程序员分别编程。
有些公用的符号常量或宏定义等可单独组成一个文件，在其它文件的开头用包含命令包含该文件即可使用。
这样，可避免在每个文件开头都去书写那些公用量，从而节省时间，并减少出错。
说明：
1）包含命令中的文件名可以用双引号括起来，也可以用尖括号括起来。
例如以下写法都是允许的：
#include"stdio.h"
#include
但是这两种形式是有区别的：
使用尖括号表示在包含文件目录（include）中去查找（包含目录是由用户在设置环境时设置的），而不在源文件目录去查找；
使用双引号则表示首先在当前的源文件目录中查找，若未找到才到包含目录中去查找。
2）一个include命令只能指定一个被包含文件，若有多个文件要包含，则需用多个include命令。
3）文件包含允许嵌套，即在一个被包含的文件中又可以包含另一个文件。
6.4条件编译
本章考点
⏹宏定义。
⏹文件包含。
典型试题详解
1．有如下程序：
#defineN2
#defineMN+1
#defineNUM2*M+1
main（）
{
inti;
for（i=1;i<=NUM;i++）
printf（＂%d\n＂,i）;
}
该程序中的for循环执行的次数是________。
正确答案：
6（知识点：
不带参数的宏定义）
2．程序中头文件type1.h的内容是：
#defineN5
#defineM1N*3
程序如下：
#include"type1.h"
#defineM2N*2
main（）
{
inti;
i=M1+M2;
printf（＂%d\n＂,i）;
}
程序编译后运行的输出结果是________。
正确答案：
25（知识点：
文件包含、不带参数的宏定义）
3．以下程序的输出结果是________。
#defineSQR（X）X*X
main（）
{
inta=16,k=2,m=1;
a/=SQR（k+m）/SQR（k+m）;
printf（"%d\n",a）;
}
正确答案：
2（知识点：
带参数的宏定义）
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