电工电子技术基础教程(第2版)第8章

第8章编译预处理本章要点熟练掌握include命令的含义和用法理解#define命令的使用了解各种条件编译(#if、#else、#endif、#ifdef和#undef等)的意义及用法本章难点文件包含命令#include的使用带参宏与函数的区别区分条件编译预处理指令的使用场合概述一、编译预处理的概念C语言允许在程序中使用几种特殊的命令（它们不是一般的C语句），在C编译系统对程序进行通常的编译之前，先对程序中这些特殊命令进行“预处理”，然后将预处理的结果和源程序一起再进行通常的编译处理，以得到目标代码。二、主要预处理功能⑴宏定义；⑵文件包含；⑶条件编译8.1.1无参宏作用：用标识符来代表一个字符串。8.1宏定义宏名宏内容无分号宏：是对正文进行代入或嵌入的一种功能。即从一字符流中取出某个字符串去代替源程序里的标识符。1.一般形式:#define标识符字符串引例：#definePI3.1415926main(){floatl,s,r,v;printf(“inputradius:”);scanf(“%f”,&r);l=2.0*PI*r;s=PI*r*r;v=3.0/4*PI*r*r*r;printf(“l=%10.4f\ns=%10.4f\nv=%10.4f\n”,l,s,v);}其中#definePI3.1415926作用是指定标识符PI来代表“3.1415926”⑵宏名用做代替一个字符串，不作语法检查；⑶宏定义的字符串不能以“;”结尾，字符串结束后一定要换行；⑸C语言允许宏定义出现在程序中函数外面的任何位置，但一般情况下它总写在文件的开头。说明：⑴宏名一般习惯用大写字母，以便与变量名相区别；⑷在进行宏定义时，可以引用已定义的宏名；说明：⑴宏替换由编译程序预先进行；⑵宏替换范围是除字符串以外的所有宏名字；⑶若替换后文本串中仍含有宏名字，将再次进行替换，直到程序中不含宏名字为止。#definePI3.1415926#defineR3.0#defineL2*PI*R#defineSPI*R*R•宏替换(宏展开)：用宏内容（字符串）原样代换程序中的所有宏名字的过程。第一次替换：printf(l=%f\ns=%f\n,2*PI*R,PI*R*R);二：printf(l=%f\ns=%f\n,2*3.1415926*3.0,3.1415926*3.0*3.0);main(){printf(l=%f\ns=%f\n,L,S);}8.1.2带参宏一般形式:#define宏名（宏形参数表）字符串作用：宏替换时以实参数替代形参数。#definePI3.1415926#defineS(r)PI*r*rmain(){floatr1=3.6,area;area=S(r1);/*S(r1)用PI*r1*r1替换*/printf(r=%farea=%f\n,r1,area);}注意：宏替换后，程序的原意表达。#definePF(x)x*x/*#definePF(x)(x)*(x)*//*#definePF(x)((x)*(x))*/main(){inta=2,b=3,c;c=PF(a+b)/PF(a+1);printf(\nc=%d,c);}按第一种宏定义：c=a+b*a+b/a+1*a+1；按第二种宏定义：c=(a+b)*(a+b)/(a+1)*(a+1)；按第三种宏定义：c=((a+b)*(a+b))/((a+1)*(a+1))；注意替换时不求值，只是字符串的原样替换带参数的宏替换与函数的主要区别⑴函数调用时，先求出实参表达式的值，然后代入形参。而使用带参的宏只是进行简单的字符替换。⑵函数调用是在程序运行时处理的，分配临时的内存单元。而宏替换则是在编译时进行的，在展开时并不分配内存单元，不进行值的传递处理，也没有“返回值”的概念。⑷函数中函数名及参数均有一定的数据类型，而宏不存在类型问题，宏名及其参数无类型。⑶宏替换不占运行时间，只占编译时间，而函数调用则占运行时间。#defineMAX(x,y)xy?x:ymain(){intn1,n2;floatf1,f2;scanf(%d%d%f%f,&n1,&n2,&f1,&f2);printf(maxi=%dmaxf=%f,MAX(n1,n2),MAX(f1,f2));}程序举例：经预编译宏替换后的printf语句如下：printf(maxi=%dmaxf=%f,n1n2?n1:n2,f1f2?f1:f2);8.1.3终止宏定义宏命令#undef用于终止宏定义的作用域。一般形式为：#unfine宏名例如：#definearea(r)(PI*r*r)main(){……}#undefarea(r)func(){……}由于在函数func()之前，使用#undef终止宏名area(r)的作用，在函数func()中area(r)不再起作用。#undef也可以用于函数内部。8.2文件包含命令“文件包含“：是指一个源文件可以将另外一个源文件的全部内容包含进来。C语言提供#include命令来实现“文件包含”的操作，其一般形式为：#include“文件名”#include文件名或作用：使编译系统把指定的被包含文件嵌入到带有#include的源文件中。“文件包含”示意图file1.cfile2.cfile1.c包含#include“file2.c”BABA(a)(b)(c)假如file1.c文件中的内容如下：inta,b,c;floatm,n,p;charr,s,t;file2.c文件的内容如下：#includefile1.cmain(){……}经过编译预处理后，file2.c文件的内容为：inta,b,c;floatm,n,p;charr,s,t;main(){……}包含文件的查找方法：#include“文件名”先在当前工作目录中去查找，若找不到再到指定的标准目录中去查找。如：对TurboC编译系统，先在用户目录下查找，然后在TC\include文件夹中查找。#include文件名直接到系统指定的标准目录中去查找。如：对TurboC编译系统，直接在TC\include文件夹中查找。在使用编译预处理#include语句时，需要注意的几个问题如下：(1)当#include语句指定的文件中的内容发生改变时，包含文件的所有源文件都应该注意重新进行编译等处理。(2)文件包括可以嵌套使用，即被包括的文件中还可以使用#include语句。(3)由#include语句指定文件中可以包含任何语言成分，通常将经常使用的、具有公共性质的符号常量、带参数的宏定义以及外部变量等集中起来放在这种文件中，这样可以避免一些重复操作。(4)被包含的文件通常是源文件，而不是目标文件。8.3条件编译条件编译：根据条件选择被编译的源程序行。•使用宏定义的标识符作为编译条件•使用常量表达式的值作为编译条件一、使用宏定义的标识符作为编译条件#ifdef标识符程序段1#else程序段2#endif形式一：作用：当所指定的标识符已经被#define命令定义过，则在程序编译阶段只编译程序段1，否则编译程序段2。#ifdef标识符程序段1#endif形式二：作用：当所指定的标识符已经被#define命令定义过，则在程序编译阶段只编译程序段1，#ifndef标识符程序段1#else程序段2#endif形式三：作用：当所指定的标识符未被#define命令定义过，则在程序编译阶段只编译程序段1，否则编译程序段2。例1：#ifdefTURBO#defineintint#else#defineintshort#endif可用于实现程序在不同环境下的兼容性。例2：#ifdefDEBUGprintf(“x=%d,y=%d\n”,x,y);#endif可用于进行程序的调试。调试过程中，在程序前面加#defineDEBUG调试完成后，将前面的#defineDEBUG删除掉二、使用常量表达式的值作为编译条件#if表达式程序段1#else程序段2#endif形式：作用：当所指定的表达式为真（非零）时就编译程序段1，否则编译程序段2。可以事先给定一定条件，使程序在不同的条件下执行不同的功能。注意：#if和#endif必须配对使用。带有#elif的条件编译定义的一般形式为：#if表达式1程序段1#elif表达式2程序段2#elif表达式3程序段3……#else程序段n#endif这里的#elif的含义是“elseif”。程序举例：用同一程序实现大小写字母转换（若定义UP转换为大写）#includestdio.h#defineUPmain(){chars[128];gets(s);#ifdefUPstrupr(s);#elsestrlwr(s);#endifputs(s);}例输入一个口令，根据需要设置条件编译，使之在调试程序时，按原码输出；在使用时输出“*”号。#defineDEBUGvoidmain(){charpass[80];inti=1;printf(\npleaseinputpassword:);do{i++;pass[i]=getchar();#ifdefDEBUGputchar(pass[i]);#elseputchar('*');#endif}while(pass[i]!='\r');……}8.4小结(1)C语言的宏定义可以分为两种形式：一种是带参数的宏定义；另一种是不带参数的宏定义。(2)所谓文件包含预处理，是指在一个文件中将另外一个文件的全部内容包含进来的处理过程，即将另外的文件包含到本文件中。(3)一般情况下，源程序中所有的行都参加编译。但是有时希望对其中一部分内容只有在满足一定条件下才进行编译，也就是对一部分内容指定编译的条件，这就是“条件编译”。