第十五讲 宏定义

第十五讲宏定义、文件包含和条件编译
❑C语言提供的预处理功能主要有三种：
宏定义
文件包含
条件编译
❑为了区别预处理命令和C语句、定义和说明语句，规定：
预处理命令行必须在一行的开头；
必须以#开始；
每行末尾不能加分号。

1、宏定义
宏定义
1．1不带参数的宏定义
不带参数的宏定义命令形式为：
#define 宏名字符串
或#define 宏名
#define的作用是用指定的标识符（宏名）来代表字符串。

其中#define是宏定义命令，宏名是一个标识符。

【例】输入一个圆的半径，计算并输出圆的面积和周长
#define PI 3.14159
main( )
{float l,s,r; /*l：周长，s：面积，r：半径*/
printf("Please input radius: ");
scanf("%f",&r); /*输入半径*/
l=2.0*r*PI; /*计算周长*/
s=PI*r*r; /*计算面积*/
printf("l=%10.4f\ns=%10.4f\n",l,s);
}
说明：
为了与变量名区别，建议宏名一般用大写字母。

使用宏名代替一个
字符串，目的一是减少程序中某些重复使用字符串的书写量，其二
是增加程序的可读性。

在编译预处理过程中会进行宏展开。

当宏定义在一行中写不下，需要在下一行继续时，只需在最后一个
字符后紧接一个反斜线“\”。

注意在第二行开始不要有空格，否则空
格会一起被替换。

例如：#define LEAP_YEAR year % 4==0\
&& year %100!=0 || year % 400==0
在C语言中，宏定义一般写在程序开头。

宏名的有效范围为定义命
令之后到本源文件结束，除非用#undef命令终止宏名的作用域。

对程序中用双引号括起来的字符串内的子串和用户标识符中的成分
不做替换。

例如已定义：
同一个宏名不能重复定义，除非两个宏定义命令行完全一致。

1．2带参数的宏定义
形参表中的不同形参之间用逗号隔开，字符串中包含形参表中的参数，带参
数的宏定义命令形式为：
#define 宏名（形参表）字符串
【例6.2】分析下面程序的执行结果
#define M(x,y) （x*y）
main( )
{int a=2,b=3,c=4,d=5;
int x=M(a+b,c+d);
printf("%d",x);
}
程序运行结果为：19。

宏替换结果为2+3*4+5。

说明：
在调用带参数的宏名时，注意实参和形参一定要一一对应，个数相
同，顺序一致。

和不带参数的宏定义相同，同一个宏名不能重复定义，除非两个宏
定义完全相同。

带参数的宏定义时，注意字符串中的括号的使用。

比较下列两个宏
定义在替换后的不同：
其一其二
宏定义：#define MU(x,y) x*y #define MU(x,y) (x)*（y)
宏调用：6/MU(2+3,4+5) 6/MU(2+3,4+5)
结果：6/2+3*4+5即3+3+4+5=15 6/(2+3)*(4+5)即6/5+9
其三其四
宏定义：#define MU(x,y) (x*y) #define MU(x,y) ((x)*(y))
宏调用：6/MU(2+3,4+5) 6/MU(2+3,4+5)
结果：6/（2+3*4+5）即6/19 6/((2+3)*(4+5))即6/45
在宏调用中，实参不能替换括在双引号中的形参。

在进行宏定义时,可以引用已经定义过的宏名。

#define R 3.0
#define PI 3.14159
#define L 2.0*PI*R /*使用了已定义的宏名PI和R*/
#define S PI*R*R /*使用了已定义的宏名PI和R*/
【例】
#define PR(a) printf("%d\t",a)
#define PRINT(a) PR(a);printf("ok!") /*使用已定义的宏名PR(a)*/
main( )
{int i,a=1;
for(i=0;i<3;i++)
PRINT(a+i);
printf("\n");
}
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：
#undef 宏名
例如：
#defin MU(x,y) ((x)*(y))
main( )
{ …
}
#undef MU(x,y)
function1( )
{ …
}
#undef 也可以用于一个函数的内部。

#define PI 3.14159
main( )
{ …
#undef PI
…
}
❑宏调用和函数调用的主要不同：
函数调用时，先求出实参的值，用实参的值代入形参；带参数的宏调用时，用实参的字符串代替形参，只是一种简单的字符替换。

函数调用在程序运行时完成，函数调用的过程由程序代码完成，分配临时的内存单元，占用运行时间；宏展开是在编译时由编译预处理程序完成的，仅
仅是一种简单的替换，因此宏调用不占有运行时间。

函数调用中要求实参和形参的类型一致；宏不存在类型问题，宏名无类型，它的参数也没有类型，只是一个符号代表。

函数调用一般会得到函数值。

2、文件包含
❑文件包含是指将另外一个源文件的内容包含到当前文件中来。

❑C语言提供了文件包含命令#include实现文件包含。

#include命令的格式为：
#include “文件名” 或
#include <文件名>
❑说明：
一个include命令只能指定一个被包含文件，如果需要包含n个文件，可以用n个include命令。

#include命令应书写在所用文件的开头，故有时也把包含文件称作“头文件”。

头文件常用“h”作为后缀，当然也可以用其它后缀或没有后缀。

如果文件f1包含文件f2，f2又包含文件f3，这种情况叫做包含嵌套。

包含嵌套的处理方式有两种，
C语言本身也为用户提供了许多库子程序,包括标准函数和宏定义。

用户可以在自己的程序中使用这些库子程序完成一系列工作。

与函数相关的信息存在
一些后缀为.h的头文件中。

用户要想使用这些库函数，必须用#include命令
将有关头文件包含在自己的源程序中。

【例】
#include<string.h> /*字符串函数strcpy相关头文件*/
#include<stdio.h> /*输出函数puts相关头文件*/
main( )
{char s[]="string";
puts(s);
strcpy(s, "hello");
puts(s);
}
3、条件编译
一般情况下，源程序中的所有行都参加编译，但特殊情况下可能需要根据不同的条件编译源程序中的不同部分，也就是说对源程序的一部分内容给定一定的编译条件。

这种方式称作“条件编译”。

条件编译命令主要包括以下几种形式：
✧#ifdef 标识符
程序段1
#else
程序段2
#endif
它的含义是如果指定的标识符已经被#define定义过，则只编译程序段1，否则编译程序段2。

其中#else部分可以没有，即：
#ifdef 标识符
程序段1
#endif
#ifndef 标识符
程序段1
#else
程序段2
#endif
含义是如果指定的标识符没有被#define定义过，则编译程序段1，否则编译程序段2。

#if 表达式
程序段1
#else
程序段2
#endif
它的含义是如果指定的表达式的值为真，则编译程序段1，否则编译程序段2。