预处理(C语言)

预处理的好处:便于程序的修改、阅读、移植和调试,便于实现模块化程序设计。


一、文件包含:#include

1、将另一源文件嵌入/包含进本文件中,编译时就成为一个文件

2、头文件(.h文件):用在文件头部被包含的文件

好处:程序修改方便。当需要修改一些参数时不必修改每个程序,只需修改一个.h文件即可。

一般以下内容放入.h文件中:

  • 宏定义
  • 结构、联合和枚举声明
  • typedef声明
  • 外部函数声明
  • 全局变量声明

二、宏定义:#define

1、宏

即替换。

#define 宏名 宏体

// 1. 不带参数的宏定义
#define ABC (5+3)

#define SIDE 5
#define PERIMETER 4*SIDE
#define AREA SIDE*SIDE

// 2.带参数的宏定义
#define ABC(x) (5+(x))

#define MIX(a,b) ((a)*(b)+(b))
int main()
{
    int x=5, y=9;
    printf("MIX is %d\n", MIX(x, y));
    return 0;
}
  • 末尾不加“;”
  • 不进行语法检查,怎么写的就怎么替换
  • 要养成习惯对宏体加括号
  • 相当于给宏体起一个别名。每次遇到该宏名,就用宏体去替换它
  • 只进行替换,不分配内存

2、宏体展开时的#、##的使用

应用开发中,用的比较少。
在驱动和内核开发中,用的较多。

#  字符串化/字符常量化
##  连接符号

#define ABC(x) #x    一个#现在用的不多,是在编译环境中,或是引入基本概念时会用到。
#define ABC(x) day##x  用处多,技巧性更强。可以把前缀、后缀等作为一种隐藏的方法来实现。在变量和函数的赋值、调用等处,都会用得到。

例1:

// 001.c
#include <stdio.h>
#define ABC(x) #x
int main()
{
    printf(ABC(ab\n));   // 展开的时候,并没有展开成#ab\n,而是将其字符串化,输出字符串ab
    return 0;
}
#x

例2:

// 002.c
#include <stdio.h>
#define DAY(x) myday##x
int main()
{
    int myday1 = 10;
    int myday2 = 20;
    printf("the day is %d\n", DAY(1));
    printf("the day is %d\n", DAY(2));
    return 0;
}
##x
内核代码中经常会用到##x

三、条件编译

1、好处及用法

根据条件开关,来决定哪些编译,哪些不编译。

该部分是技巧性最强的部分。

#ifdef  
#endif

代码开发:
调试(debug)版本
发行(release)版本

在开发时,通过某些方法只进行调试;在发行时,通过开关方法关闭调试。这样就只用一套代码就可以了。

条件编译在版本切换中起到非常重要的作用。

例子:

(1)

// test.c

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("==%s==\n",__FILE__);
    printf("hello world\n");
    return 0;
}
test.c和hello world用户都可以看到

(2)__FILE__,即打印出test.c是调试信息,不希望用户看到;而hello world希望用户看到。

思路:通过某种方法,让调试信息在满足一定的条件下才能执行,而其他信息是没有条件,正常执行。——用到了条件编译。

改动:

/*__FILE__调试信息不希望用户看到;hello world希望用户看到。*/

#include <stdio.h>
int main()
{
#ifdef ABC
    printf("==%s==\n",__FILE__);   // ABC将像一个开关,若打开,则会执行这句话;若关闭,则在预处理时就屏蔽掉了这句话,编译器就不会对这句话进行编译了
#endif
    printf("hello world\n");
    return 0;
}
加上开关后,此时打印的只有hello world

(3)调试时,要看到调试信息,使用#define ABC将开关打开。
通过该开关的控制,就可以切换debug版本和release版本。

#include <stdio.h>
#define ABC
int main()
{
#ifdef ABC
    printf("==%s==\n",__FILE__);
#endif
    printf("hello world\n");
    return 0;
}
打开开关后,又可以打印test.c了

(4)也可以使用如下方法打开开关:

gcc -D宏名:在编译之前,人为地把.c增加一个#define。它是预处理之前,通过编译器增加的宏名。

-D宏名:相当于一个开关量。有它就表示打开开关;没有就表示开关是关闭的。

/*__FILE__调试信息不希望用户看到;hello world希望用户看到。*/

#include <stdio.h>
int main()
{
#ifdef ABC
    printf("==%s==\n",__FILE__);   // ABC将像一个开关,若打开,则会执行这句话;若关闭,则在预处理时就屏蔽掉了这句话,编译器就不会对这句话进行编译了
#endif
    printf("hello world\n");
    return 0;
}
gcc -D

2、种类

(1)#ifdef、#ifndef、#else、#endif:只需知道符号常量是否被定义了。

// 1. 若宏名已被定义过,则对语句段进行编译;否则不编译
#ifdef 宏名
    语句段;
#endif

// 2. 若宏名已被定义,则编译语句段1;否则编译语句段2
#ifdef 宏名
    语句段1;    
#else
    语句段2;
#endif

// 3.
#ifndef 宏名
    语句段;
#endif

// 4.
#ifndef 宏名
    语句段1;
#else
    语句段2;
#endif

(2)#if、#else、#elif、#endif:需要判断符号常量所定义的具体值

例1:#if、#endif

// 003.c
#include <stdio.h>
#define NUM 50
int main()
{
    int i = 0;
#if NUM > 50
    i++;
#endif
#if NUM == 50
    i = i+50;
#endif
#if NUM < 50
    i--;
#endif
    printf("Now i is: %d\n", i);
}

例2:#if、#else、#endif

// 004.c
#include <stdio.h>
#define NUM 50
int main()
{
    int i = 0;
#if NUM > 50
    i++;
#else
#if NUM < 50
    i--;
#else
    i = i + 50;
#endif
#endif
    printf("Now i is: %d\n", i);
}

例3:#if、#elif、#else、#endif

// 005.c
#include <stdio.h>
#define NUM 50
int main()
{
    int i = 0;
#if NUM > 50
    i++;
#elif NUM == 50
    i = i + 50;
#else
    i--;
#endif
    printf("Now i is: %d\n", i);
}

(3)#undef 宏名:删除实现#define了的宏定义,将宏名局限在仅需要它的代码段中。

#define MAX_SIEZ 100
    char array[MAX_SIEZ];
#undef MAX_SIEZ

四、预定义宏

系统(c编译器)已经定义好的,可以直接使用。

__FUNCTION__:函数名
__LINE__:行号
__FILE__:文件名

好处

多人多文件编程,或代码量特别大时,在调试程序的时候,在调试信息中,加上预定义宏的说明。

如果是错误信息,可以很容易看到是哪个文件、哪个函数、第几行出的错。

对于调试非常方便。主要在调试中使用。

// test1.c

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("the function is %s, file is %s, line is %d\n", __FUNCTION__, __FILE__, __LINE__);
    return 0;
}
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