【C语言 | 预处理】C语言预处理详解(一) —— #define、#under、#if、#else、#elif、#endif、#include、#error

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目录

  • 🎄一、概述
  • 🎄二、宏定义(#define、#under)
    • ✨2.1 数值宏常量
    • ✨2.2 字符串宏常量
    • ✨2.3 用 #define 宏定义表达式
    • ✨2.4 #under
  • 🎄三、条件编译(#if、#else、#elif、#endif)
  • 🎄四、文件包含(#include)
  • 🎄五、#error 预处理
  • 🎄六、总结

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🎄一、概述

ANSI标准的C语言预处理指令，见下表：

预处理名称意 义
#define宏定义
#undef撤销已定义过的宏名
#include使编译程序将另一源文件嵌入到带有#include 的源文件中
#if #if 的一般含义是如果#if 后面的常量表达式为 true， 则编译它与#endif 之间的代码，否则跳过这些代码。
命令#endif 标识一个#if 块的结束。
#else命令的功能有点象 C 语言中的 else ， #else 建立另一选择（在# if 失败的情况下）。
#elif 命令意义与 else if 相同，它形成一个 if else-if 阶梯状语句，可进行多种编译选择。
#else
#elif
#endif
#ifdef用#ifdef 与#ifndef 命令分别表示“如果有定义”及“如果无定义”，是条件编译的另一种方法。
#ifndef
#line 改变当前行数和文件名称，它们是在编译程序中预先定义的标识符命令的基本形式如下：
#line number["filename"]
#error 编译程序时，只要遇到 #error 就会生成一个编译错误提示消息，并停止编译
#pragma 为实现时定义的命令，它允许向编译程序传送各种指令例如，编译程序可能有一种选择，它支持对程序执行的跟踪。可用#pragma 语句指定一个跟踪选择。

另外 ANSI 标准 C 还定义了如下几个宏：
__LINE__ 表示正在编译的文件的行号
__FILE__ 表示正在编译的文件的名字
__DATE__ 表示编译时刻的日期字符串，例如： “25 Dec 2007”
__TIME__ 表示编译时刻的时间字符串，例如： “12:30:55”
__STDC__ 判断该文件是不是定义成标准 C 程序

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🎄二、宏定义(#define、#under)

#define 宏定义可以出现在代码的任何地方，从本行宏定义开始，以后的代码都认识这个宏了，也可以把任何东西都定义成宏。因为编译器会在预编译的时候，把宏替换成定义的值。

注意： #define 宏不能定义注释符号如：#define BSC //，然后再用BSC去注释。因为注释先于预处理指令被处理，注释处理后，再预处理阶段再出现注释符就会报错。

✨2.1 数值宏常量

在C语言中，用#define定义数值常量是很常见的，这样做有几个好处：

  • 用宏定义的数值常量，如果要修改，只需要修改一处即可；而直接用数值的话，则每一处都需要修改；
  • 避免出现“魔鬼数”(直接出现在代码里，不清楚意思的数值)，假如直接在代码里return -1;又没有注释的话，谁都不知道-1代表什么意思，这里的-1就是魔鬼数。

数值宏常量可以用作定义数组的维数，也可以放在case关键字后面，而C语言中const修饰的变量都不可以。

✨2.2 字符串宏常量

#define 宏也常常用了定义字符串宏常量，定义字符串宏常量时，最好使用双引号(" ")把字符串引起来。看下面例子：
ENG_PATH_1 定义时没使用双引号，在使用时就需要再加双引号，写成 "ENG_PATH_1" ，否则会报错；
ENG_PATH_2 定义时使用了双引号，可以直接使用ENG_PATH_2去表示字符串。

#define ENG_PATH_1 E:\English\listen_to_this\listen_to_this_3
#define ENG_PATH_2 "E:\English\listen_to_this\listen_to_this_3"

✨2.3 用 #define 宏定义表达式

用 #define 宏定义表达式时，几个注意点：

  • 注意溢出问题：
     #define SEC_A_YEAR 60*60*24*365		// 这个可能会溢出#define SEC_A_YEAR (60*60*24*365)UL
  • 定义函数宏时，每个参数示实例都需要用小括号括起来：
    #define SQR (x) x * x	// 如果x=10，没问题；如果x=10+1，则替换后变成 10+1*10+1
#define SQR (x) ((x) *(x))  // 把参数都多使用括号括起来才保证我们想要的结果
  • 函数宏被调用时是以实参代换形参，而不是“值传送”。
  • C语言的宏只能扩展为用大括号括起来的初始化、常量、小括号括起来的表达式、类型限定符(const)、存储类标识符(extern、static)或do-while(0)结构(尽量少用此结构)；
  • 函数宏如果有参数的话，则调用时不能缺少、漏写参数；

✨2.4 #under

#under 用了撤销宏定义的，撤销后，后面的代码就不能使用该宏了。也就是说宏的生命周期从#define 开始到#undef 结束。

#define PI 3.141592654
…
// code
#undef PI //后面代码不能使用 PI 了

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🎄三、条件编译(#if、#else、#elif、#endif)

条件编译的功能使得我们可以按不同的条件去编译不同的程序部分， 因而产生不同的目标代码文件。这对于程序的移植和调试是很有用的。条件编译有三种形式，下面分别介绍：

  • 第一种形式：
    // 如果标识符已被 #define 命令定义过则对程序段 1 进行编译，否则对程序段 2进行编译。
#ifdef 标识符
程序段 1
#else
程序段 2
#endif
  • 第二种形式：
    // 如果标识符未被#define 命令定义过则对程序段 1 进行编译，否则对程序段 2 进行编译。
#ifndef 标识符
程序段 1
#else
程序段 2
#endif
  • 第三种形式：
    // 如常量表达式的值为真(非 0)，则对程序段 1 进行编译，否则对程序段 2 进行编译。
#if 常量表达式
程序段 1
#else
程序段 2
#endif
    这种形式可以跟 defined() 结合起来，替换前面两种方式
    // 替换第一种方式
#if defined(标识符)
程序段 1
#else
程序段 2
#endif// 替换第二种方式
#if !defined(标识符)
程序段 1
#else
程序段 2
#endif// 其他方式
#if (defined(__SERVER) && (!defined(__CLIENT)))
程序段
#endif// 与 #elif 一起使用
#if defined(_SS528V100) || defined(_SS626V100)
程序段 1
#elif defined(_SS928V100)
程序段 2
#endif

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🎄四、文件包含(#include)

文件包含是预处理的一个重要功能，它可用来把多个源文件连接成一个源文件进行编译，结果将生成一个目标文件。

文件包含有有两种格式：

  • 格式 1：用尖括号括起来，也称为头文件，表示预处理到系统规定的路径中去获得这个文件；
    #include <filename>
    Linux下，系统路径可能有下面这些：
    /usr/include/
/usr/local/include/
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.8.4/include/
  • 格式 2：双引号表示预处理应在当前目录中查找文件名为 filename 的文件，若没有找到，则按系统指定的路径信息，搜索其他目录；
    #include "filename"

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🎄五、#error 预处理

#error 预处理指令的作用是，编译程序时，只要遇到 #error 就会生成一个编译错误提示消息，并停止编译。其语法格式为：

#error error-message

注意，宏串 error-message 不用双引号包围。参考下面例子：

#if _SS528V100		
程序段 1
#elif _SS626V100
程序段 2
#else
#error "没有相应宏处理"
#endif

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🎄六、总结

本文介绍C语言的预处理指令：宏定义（#define、#under）、条件编译(#if、#else、#elif、#endif)、文件包含(#include)和#error预处理。

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