你必须知道的C语言预处理的问题详解

　　C语言预处理器执行宏替换、条件编译和文件包含。通常采用以“#”为行首的提示。下面是C语言预处理的应用场合：

　　1.三字母词（Trigraph Sequences）

　　C源程序的字符集被包含在7位的ASCII字符集中，但是它是ISO 646-1983 Invariant Code Set的超集。为了让程序可以在缩减集(reduced set)中呈现出来，下面的三字母词会被替换成相应的单字符.

　　替换发生在任何其他处理之前。

　　例如：如果你尝试打印字符串"what??!"　　


代码如下:

printf("what??!\n");

　　会得到字符串"what|"。

　　如果你这样注释代码，结果会让你意外：　　


代码如下:

// Will the next line be executed?????????????/
a++;

　　a++并不会执行。前提是你知道\的作用。

　　注意：由于编译器对ANSI C的支持不一样，有些编译器会把三字母词当普通字符处理，你需要给编译选项加上“-trigraphs”

　　2.行拼接

　　以反斜杠"\"结尾的行会把该行和下一行拼接成一行(预处理器做的工作就是把该反斜杠'"\"和接着的换行字符'\n'删除)。［'\'称为续行符］

　　例如你可以这样写


代码如下:

/\
* is a legal comment. *\
/

　　3.宏定义和展开

　　a)简单宏替换

　　简单宏替换使程序中能用一个标识符来表示一个单词串，指令形式为：


代码如下:

#define 标识符 单词串

　　标识符（称为宏名）被定义为后面的单词串；单词串（简称串）是任意以换行结束的用于替换程序中该标识符的正文。如果串太长需要写成多行，则除了最后一行外每一行末尾都要有一个续行符（即添加一个“\”后回车）。

　　注意：字符串常数中出现的与宏名相同的字符串不在替换之列。例如：


代码如下:

#define YES 1
printf("YES");            // 输出 YES，而不是1

　　b)带参数的宏替换

　　预处理指令的形式为：


代码如下:

#define    标识符(标识符,标识符,...,标识符)    单词串

　　“标识符(标识符,标识符,...,标识符)”是被定义的宏，()外面的标识符称为宏名，()中的标识符是宏的形式参数；宏名与其后的()之间不能有空白符。

　　例如：　　


代码如下:

#define max(a,b) ((a)>(b)? (a): (b))

　　♦操作符#和##

　　　　操作符#把其后的串变成双引号包围的串；

　　　　操作符##把两个标志符拼在一起，形成一个新的标识符


代码如下:

#define str(expr)　　　　#expr
#define cat(x,y)    　　x ## y

int ab=12;
printf(str(hello world!));　　　　　　// 会被替换成 printf("hello world!");
printf("ab=%d\n", cat(a,b));        // 会被替换成 printf("ab=%d\n", ab);  输出 ab=12

　　♦宏替换时的顺序　　


代码如下:

#include <stdio.h>
 #define f(a,b)　　a##b
 #define g(a)　　　#a
 #define h(a)　　　g(a)

int main()
 {
         printf("%s\n", h(f(1,2)));
         printf("%s\n", g(f(1,2)));
         return 0;
 }

　　输出结果是12和f(1,2)。为什么会这样呢，宏的解开不像函数，由里到外。

　　（1）在""内的宏名或宏参数名不被替换

　　（2）宏替换顺序：一个带参数的宏内部调用另一个宏，参数也是一个宏，则先替换外层的宏，再替换外层宏的参数，最后替换内层宏。

　　知道这些规则对于出现上面的结果就不难理解了。

　　温馨提示：在写带参数的宏替换指令时，推荐的做法时将单词串中的每一个参数都用()括起来，整个表达式也要用()括起来；否则，替换结果可能不是你想要的，例如：


代码如下:

#define sqr(x)    x * x
// 如果程序中的宏的引用形式为
sqr(3.0+1.0);                // 经预处理后会被替换为 3.0 + 1.0 * 3.0 + 1.0

　　结果与你的原意(3.0+1.0)*(3.0+1.0)不等价

　　c)取消宏定义


代码如下:

#undef 标识符

　　会使宏名标识符失去定义。如果#undef 一个没有定义过的标识符  也不会引发错误。

　　4.文件包含　　


代码如下:

#include <filename>　　　　 // 引用标准库的头文件(编译器将从标准库目录开始搜索)
#include "filename"       // 引用非标准库的头文件(编译器将从用户的工作目录开始搜索)
#include 标识符            // 标识符是由#define 定义的<filename>或"filename"的宏名

　　5.条件编译

　　条件编译指令格式如下：


代码如下:

if-line 正文
[#elif 常量表达式 正文]
...
[#else 正文]
#endif

　　if-line为下面中的任意一种形式：

　　（1）#if 常量表达式

　　（2）#ifdef 标识符

　　（3）#ifndef 标识符

　　♦defined操作符用来判断标识符是否定义过。形式如下：

　　defined identifier

或

　　defined (identifier)

　　下面的

　　#ifdef identifier

　　#ifndef identifier

　　等价于

　　#if defined identifier

　　#if ! defined identifier

　　6.行控制

　　行控制指令有下列两种形式

　　（1）#line n "filename"

　　（2）#line n

　　行控制预处理功能为其他产生C源程序的预处理程序（例如数据库系统中的宿主C预编译程序）在跟踪被处理程序（例如被宿主C预编译程序处理的扩展名为.pc的预编译源程序）的行号时提供方便，便于最终用户的源程序查错和该错。它会使编译器相信n（十进制正整数）为下一个源程序行的行号，“filename”会被当作当前文件名。

　　7.生成错误

　　#error error_messageopt

　　让编译器输出错误信息error_message

　　8.Pragmas

　　#pragma token-sequenceopt

　　#pragma是编译程序实现时定义的指令，它允许由此向编译程序传入各种指令。例如，一个编译程序可能具有支持跟踪程序执行的选项，此时可以用#pragma语句选择该功能。编译程序忽略其不支持的#pragma选项。#pragma提高C源程序对编译程序的可移植性。

　　9.空指令

　　形如

　　#

　　没有任何作用

　　10.预定义宏

　　C语言规范了5个固有的预定义宏，他们分别是

　　__LINE__　　当前源程序的行号

　　__FILE__　　正在编译的程序的文件名

　　__DATE__　　编译的日期字符串，形如"Mmm dd yyyy"

　　__TIME__　　编译的时间字符串，形如"hh:mm:ss"

　　__STDC__　　如果__STDC__的内容是十进制常数1，则表示编译程序的实现符合标准C