第9章 宏定义1

例：使用带参数的宏
#include<stdio.h> #define PI 3.1415926 #define s(r) PI*r*r void main() { float a,area; a=3.6; area=s(a); printf(“r=%f\narea=%f\n”,a,area); }
条件编译实例2
#include <stdio.h> #define MAX 10 main() { #if MAX>99 printf("compile for array greater than 99"); #else printf("compile for small array"); #endif }
具体过程如下：
编译 目标程序 C源程序(有预处理命令) 连接 执行程序
C源程序(无预处理命令)
预处理编译
Ｃ语言提供了多种预处理功能，如宏定义、文 件包含、 条件编译等。合理地使用预处理功能 编写的程序便于阅读、修改、 移植和调试，也 有利于模块化程序设计。
预处理的命令有以下几个特点： 1．预处理命令均以#开头，结尾不加分号； 2．预处理命令可以放在程序中任何位置，作用 范围从定义处到文件结尾。
5.带参的宏和带参函数区别
（1）在函数调用时，是先求出实参表达式的值，再传递给形参， 而宏定义只是简单的字符替换；例如上面的S(a+b)，在宏展开时并不 求a+b的值，而只将实参字符“a+b”代替形参r （2）函数调用是在程序运行时处理的，分配存储单元，而宏展开 （调用）是在编译预处理时进行的，展开时不分配内存单元，不进行 值传递，没有返回值的概念； （3）对函数实参和形参都要定义类型，而宏不存在类型，宏定义 时字符串可以是任何类型数据，一律看成字符串，宏名也没类型，只 是一个符号表示，展开时代入指定的符号即可。 如：#define CHAR1 CHINA(字符) #define a 3.6 (数值)
第9章
ຫໍສະໝຸດ Baidu
编译预处理
学习目标：
掌握宏定义、无参宏、有参宏、符号常量 掌握文件包含的意义 教学重、难点： 宏定义（重） 文件包含的使用（重） 条件编译（重、难点）
编译预处理是指，在对源程序进行编译之前， 系统将自动引用预处理程序对源程序中的预处理部 分作处理；然后再将处理的结果，和源程序一起进 行编译，以得到目标代码。
2. 关于不带参数的宏定义的几点说明：
（1）宏名一般用大写字母表示，便于与变量名区别；一般将字符个数较多的字 符串用一个宏名替换，减少程序中多处引用字符串书写错误。 （2）宏定义是用宏名来表示一个字符串，在宏展开时以该字符串取代宏名， 这只是一种简单的代换， 预处理程序对它不作任何检查。如有错误，只能在编 译已被宏展开后的源程序时发现。 （3）宏定义不是语句，在行末不加分号，如加上分号则连分号也一起置换。 （4）宏定义必须写在函数之外，其作用域为宏定义命令起到源程序结束。如
宏定义不是Ｃ语句，所以
不能在行尾加分号。否则，宏
展开时，会将分号作为宏体中 的1个字符。
在宏展开时，预处理程 序仅以宏体替换宏名，而不 作任何检查
【提问】以下这道题目的结果是多少？
例9.3 #define N 2 #define M N+1 #define NUM 2M+1 main( ) { int i; for (i=1; i<=NUM; i++) printf (“ %d \n”, i ); } 宏展开后的等价程序如下: main( ) { int i; for (i=1; i<=6; i++) printf(“ %d \n”, i ); }
文件包含：
1）：所谓“文件包含”处理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，即将另外的文件包 含到本文件之中。C语言提供了#inClude命令用来实现 “文件包含”的操作。其一般形式为 2）：一般表达形式： #include “文件名” 或 #include<文件名>
注意：
当使用文件包含在编译时并不是对两 个文件分别进行编译，然后链接得到目 标程序，而是在经过编译预处理后将头 文件包含到主文件中，得到一个新的源 程序，然后对这个文件进行编译，得到 一个目标程序。被包含的文件成为新的 源文件的一部分，而单独生成目标文件。
条件编译实例1
#include <stdio.h> #define TED 10 main( ) { #ifdef TED printf("Hi,Ted\n"); #else printf("Hi,Anyone\n"); #endif #ifndef RALPH printf("RAPLH not defined\n"); #endif }
#include<stdio.h> #define PI 3.1415926 void main() { float s,v,r,l; printf("请输入半径长度："); scanf("%f",&r); l=2.0*PI*r; s=PI*r*r; v=4.0/3*PI*r*r*r; printf("l=%10.4f\ns=%10.4f\nv=%10.4f\n",l,s,v); }
5.带参的宏和带参函数区别
(4) 调用函数只可得到一个返回值，而用宏可以设法得到几个结果。 #define PI3.1415926 #define CIRCLE(r，l，s， v)L=2*PI*R;S=PI*R*R;v=4.0/3.0*PI*R*R*R main() ｛float r，l，s，v; scanf("%f"，&r); CIRCLE(r，l，S，v); printf("r=%6.2f，l=%6.2f， S=%6.2f， v=%6.2f\n"，r，l，S， 运行情况如下：3.5 v);｝ r= 3.50，l= 21.99， S= 38.48，v= 179.59
说明：
4）： 文件包含可用双撇号，也可用尖括号。 它们的区别是： 尖括号：系统到存放c库函数头文件的目录中寻找要 包含的文件 双撇号：系统先在用户当前目录中寻找，找不到再 按尖括号的方式寻找。 5）：被包含的文件与其所在的文件在预编译后已变成同一 文件
条件编译：
1）：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 中一部分内容只在满足一定条件才进行编译，也就是对一部分内容 指定编译的条件，这就是“条件编译”。 2）：表达形式： ＃ifdef 标识符 程序段１ ＃else 程序段２ ＃endif ＃ifndef 标识符 程序段１ ＃else 程序段２ ＃endif #if 表达式 程序段1 #else 程序段2 #endif
说明：
1)： 一个#include命令只能指定一个被包含文件，如果 要包含ｎ个文件，要用ｎ个#include命令。 2) ：如果文件１包含文件２，而在文件２中要用到文件 ３的内容，则可在文件１中用两个include命令分别包 含文件２和文件３，而且文件３应出现在文件２之前。 3)： 在一个被包含文件中又可以包含另一个被包含文件， 即文件包含是可以嵌套的。
宏定义：
1：不带参数的宏定义 1） 用一个指定的标识符来代替一个字符串 2） 它的一般形式： #define 标识符 字符串 3） 作用：把标识符定义为字符串。在进行编译预处理时，• 译 编 系统就能够把程序中出现的标识符，一律用字符串去替换，然后 再对替换处理后的源程序进行编译。
例:使用不带参数的宏定义
7）：宏定义只作字符替换，不分配内存空间 8) ：对程序中用双撇号括起来的字符串原样输出
3、无参宏的应用举例
例 9.1 不带参数的宏的程序
#include <stdio. h> #define PI 3.115926 #define STRING This is a test main( ) { float r, s; printf (“ STRING \n"); scanf ("%f", &r); s=PI*r*r; printf (“ s=%10.3f\n",s); }
运行结果如下： r=3.600000 area=40.715038
带参宏定义说明：
(1) 对带参数的宏的展开只是将语句中的宏名后面括号内的实参字符 串代替#define命令行中的形参。但是，如果有以下语句： area=S(a+B);这时把实参a+B代替PI*r*r中的形参r，成为 area=PI*a+B*a+B;请注意在a+B外面没有括弧，显然这与程序设 计者的原意不符。原意希望得到area=PI*(a+B)*(a+B);为了得到 这个结果，应当在定义时，在字符串中的形式参数外面加一个 括弧。即#define S(r) PI*(r)*(r)在对S(a+B)进行宏展开时，将 a+B代替r，就成了PI*(a+B)*(a+B)这就达到了目的。 (2) 在宏定义时，在宏名与带参数的括弧之间不应加空格，否则将 空格以后的字符都作为替代字符串的一部分。例如，如果有 #define s (r)PI*r*r 被认为s是符号常量(不带参的宏名)，它代表字符串“(r) PI*r*r”。 如果在语句中有area=S (a); 则被展开为area=(r) PI*r*r (a) 显然不对了。
注意：
实参r的值已知，可以从宏带回3个值(l，S， v)。其实，只不过是字符代替而已，将字符r 代替R，l代替L，S代替S，v代替Ｖ，而并未 在宏展开时求出l、S、v的值。
5.带参的宏和带参函数区别
(5) 使用宏次数多时，宏展开后源程序长，因为每展开一次都使程序 增长，而函数调用不使源程序变长。 (6) 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 (分配单元、保留现场、值传递、返回)。 一般用宏来代表简短的表达式比较合适。有些问题，用宏和 函数都可以。如： #define MAX(x，y) (x)＞(y)？(x)∶(y) 赋值语句展开后为 main() t=(a+b)＞(c+d)？(a+b)∶(c+d); ｛int a，b，c，d，t; t=MAX(a+b，c+d); ｝ 注意：MAX不是函数，这里只有一个 main函数，中就能求出t的值。
例如：
#define G 9.8 void main() { … } #undef G f1() { …
}
_______ ↑ G的有效范围 -----↓----
2. 关于不带参数的宏定义的几点说明：
（5） 宏定义可以嵌套，但嵌套的宏定义名要是已经定义的宏名。在宏展 开时由预处理程序层层替换。例如： #define R 14.256 #define PI 3.1415926 #define S PI*R*R /* PI、R是已定义的宏名*/ 则语句 printf ("%f", s);在宏代换后变为 printf ("%f",3.1415926*14.256*14.256); （6）可用宏定义表示数据类型，使书写方便。 例如： #define STU int 在程序中可用STU替换数据类型int。
NUM宏展开： 2*N+1+1 再宏展开： 2*2+1+1
带参数的宏定义
1) ：带参数的宏定义不是简单的字符替换，还要进 行参数替 换。 2) : 它的一般定义形式： #define 宏名（参数表） 字符串 字符串中包含在括弧中所指定的参数。如： #define s(a，b) a*b area=s(3，2); 定义矩形面积S，a和B是边长。在程序中用了s(3，2)，把3、2分别 代替宏定义中的形式
例9.5、用宏代表输出格式
#define PR printf #define NL "\n" #define D "%D" #define D1 D NL #define D2 D D NL #define D3 D D D NL #define D4 D D D D NL #define S "%S" main() ｛int a，B，C，D; char string[]="CHINA"; 1 a=1;B=2;C=3;D=4; 12 PR(D1，a); PR(D2，a，B); 123 PR(D3，a，B，C); 1234 PR(D4，a，B，C，D); CHINA PR(S，string); ｝