C语言 - 预处理

C预处理器不是编译器的一部分，而是编译过程中的一个单独步骤。简单来说，C预处理器只是一种文本替换工具，它指示编译器在实际编译之前进行所需的预处理，我们将C预处理器称为CPP。

所有预处理器命令均以井号(#)开头。它必须是第一个非空白字符，并且为了可读性，预处理器指令应在第一列中开始。以下部分列出了所有重要的预处理器指令-

预处理器示例

分析以下示例以了解各种指令。

#define MAX_ARRAY_LENGTH 20

该指令告诉CPP用20替换MAX_ARRAY_LENGTH的。对常量使用 #define 可以提高可读性。

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

这些指令告诉CPP从系统库获取stdio.h并将文本添加到当前源文件中，下一行告诉CPP从本地目录获取 myheader.h 并将内容添加到当前源文件中。

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#undef  FILE_SIZE
#define FILE_SIZE 42

它告诉CPP取消定义现有的FILE_SIZE并将其定义为42。

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

它告诉CPP仅在尚未定义MESSAGE时定义MESSAGE。

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

如果定义了DEBUG，它将告诉CPP处理包含的语句，如果在编译时将 -DDEBUG 标志传递给gcc编译器，这将很有用。这将定义DEBUG，因此您可以在编译过程中即时打开和关闭调试。

预定义的宏

ANSI C定义了许多宏。尽管可以在编程中使用每个宏，但是不应直接修改预定义的宏。

让我们尝试以下示例-

#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__ );

}

编译并执行文件 test.c 中的上述代码后，将产生以下输出-

File :test.c
Date :Jun 2 2021
Time :03:36:24
Line :8
ANSI :1

预处理运算符

C预处理器提供以下运算符以帮助创建宏-

Continuation(\)运算符

宏通常限于一行

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

Stringize(#)运算符

字符串化或数字符号运算符('#')在宏定义中使用时，会将宏参数转换为字符串常量，该运算符只能在具有指定参数或参数列表的宏中使用。如-

#include <stdio.h>

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

int main(void) {
   message_for(Learnfk, Toolfk);
   return 0;
}

编译并执行上述代码后，将产生以下输出-

Learnfk and Toolfk: We love you!

Token Pasting(##)运算符

宏定义中的token-pasting运算符(##)组合了两个参数，它允许将宏定义中的两个单独的标签合并为一个标签。如-

#include <stdio.h>

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

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

编译并执行上述代码后，将产生以下输出-

token34=40

发生这种情况是因为此示例导致了预处理器的以下实际输出-

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

Defined()运算符

在常量表达式中使用预处理器 defined 来确定是否使用#define定义了标识符，如果定义了指定的标识符，则该值为true(非零)。如果未定义符号，则该值为false(零)。定义的运算符指定如下-

#include <stdio.h>

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

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

编译并执行上述代码后，将产生以下输出-

Here is the message: You wish!

参数化宏

CPP的强大函数之一是能够使用参数化宏模拟函数，如我们可能有一些代码可以对数字平方，如下所示:

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

我们可以使用宏如下重写代码:

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

必须先使用#define指令定义带有参数的宏，然后才能使用。 参数列表用括号括起来，并且必须紧随宏名称之后，宏名称和右括号之间不允许有空格。

#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;
}

编译并执行上述代码后，将产生以下输出-

Max between 20 and 10 is 20