c语言：预处理指令详解

预定义符号

? ?C语言设置了?些预定义符号，可以直接使用，预定义符号也是在预处理期间处理的。

例子：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include<stdio.h>

int  main()
{
	//源文件的位置，文件名
	printf("%s\n", __FILE__);
	//这条代码的行号
	printf("%d\n", __LINE__);
	//日期
	printf("%s\n", __DATE__);
	//时间
	printf("%s\n", __TIME__);
	//检测是否支持ansic标准
	printf("%d\n", __STDC__);
	//电脑显示未定义，就是不是支持，支持的话会打印出1，
	//vs2022不支持
}

效果：

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#define定义常量

格式

? ? ? ? ? ? ? ?#define 被替换的变量替换内容

?用法

如：

#define a 10+2
#define str hello world
//可以是常量，字符串，甚至是一串代码
//替换关键字
#define reg register
//自动补加break
#define CASE break;case
//替换一段代码
#define DEBUG_PRINT printf("file:%s\t" line:%d\t \date:%s\t time:%s\n",\__FILE__,__LINE__,__DATE__,__TIME__)

特别注明：#define 被替换 替换后面最好不加分号；（避免出现格式问题）。

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#define定义宏

#define机制包括了?个规定，允许把参数替换到文本中，这种实现通常称为宏（macro）或定义宏 （definemacro）。它允许在代码中创建符号常量或简单的函数替换。

宏的申明方式：

#define name(参数)? 表达式

#define MACRO_NAME value

其中，MACRO_NAME?是宏的名称，value?是宏的值或替换文本。

例子：

#define SQUARE(x) ((x)*(x))

#define square(a) (a)*(a)
#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 5;
	printf("%d\n", square(a + 1));
}

?结果是36.

特别注意

1. 宏的参数中如果有操作符，和宏的内容中的操作符因为运算符有优先级的问题，可能导致运算顺序不达预期。
2. 解决方法：宏在书写时，给参数，整个表达式都带上括号。

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带有副作用的宏参数

当宏参数在宏的定义中出现超过一次的时候，如果参数带有副作用，那么你在使用这个宏的时候就可能出现危险，导致不可预测的后果。副作用就是表达式求值的时候出现的永久性效果。

例如：

#define a 1
b=a+1;//a=1,无改变a值
b=++a;//a=2,永久性改变a值

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宏的替换规则

简单的文本替换：当预处理器遇到宏的名称时，会将其替换为宏的值。这是最基本的宏替换规则。

参数替换：如果宏定义包含参数，预处理器会将调用宏时提供的实际参数替换到宏定义中的参数位置。

宏展开：预处理器会递归地展开宏。这意味着，如果宏的值本身包含其他宏，预处理器会继续展开这些嵌套的宏，直到没有更多的宏需要展开为止。

#include <stdio.h>

#define MULTIPLY(a, b) ((a) * (b))
#define SQUARE(x) MULTIPLY(x, x)

int main() 
{
    int result = SQUARE(3 + 2);
    printf("Result: %d\n", result);
    return 0;
}

? ? ? 在这个例子中，SQUARE宏调用了MULTIPLY宏。当预处理器展开SQUARE(3 + 2)时，它会进行如? ? ? ? ? 下的宏展开过程：

1. SQUARE(3 + 2)?展开为?MULTIPLY(3 + 2, 3 + 2)
2. MULTIPLY(3 + 2, 3 + 2)?展开为?((3 + 2) * (3 + 2))
3. 最终展开为?((3 + 2) * (3 + 2))，得到最终的表达式?((3 + 2) * (3 + 2))

宏的作用域：宏的作用域从宏定义的位置开始，一直到文件末尾或宏的#undef指令为止。在作用域内，预处理器会对宏进行替换。

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宏的优势

可以传类型，如

#define MALLOC(num, type)\
 (type *)malloc(num sizeof(type))

 ...
 //使? 
 MALLOC(10, int);//类型作为参数 
 
 //预处理器替换之后： 
 (int *)malloc(10 sizeof(int));

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#和##

#运算符

#运算符将宏的?个参数转换为字符串字面量。它仅允许出现在带参数的宏的替换列表中。?#运算符所执行的操作可以理解为“字符串化”。

如

#include<stdio.h>
#define PRINT(val,format) printf("the value of " #val " is "format"\n",val)
//相当于printf("the value of""a""is""%d""\n",a)
int main()
{
	int a = 10;
	PRINT(a, "%d");
	return 0;
}

##运算符

## 可以把位于它两边的符号合成一个符号，它允许宏定义从分离的文本片段创建标识符。 ## 被称 为记号粘合这样的连接必须产生?个合法的标识符。否则其结果就是未定义的。

例子

宏定义一个加法函数。

#include<stdio.h>
#define GENERIC_MAX(type) type type##_max(type x, type y)\
{\
 return (x>y?x:y);\
}
//##相当于把int和_max连起来，语法，不连起来type_max是一个整体，替换不了
//int int_max(int x,int y){return (x>y?x:y)}
GENERIC_MAX(int)
int main()
{
	int m = int_max(3, 5);
	printf("%d\n", m);
	return 0;
}

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命名约定

1. 把宏的名字全部大写
2. 把函数的名字不全部大写

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#undef

用于移除一个宏定义

此时，我们可以发现第二次打印显示MAX未声明，说明MAX的宏定义已经被移除。

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条件编译指令

? ? ? 在编译一个程序的时候我们如果要将一条语句（一组语句）编译或者放弃是很方便的。因为我们有条件编译指令。

#include<stdio.h>
#define __a__
int main()
{
	int i = 0;
	int arr[10] = { 0 };
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		arr[i] = i;
        #ifdef  __a__
		printf("%d\n", arr[i]);
        #endif  __a__
	}
}

当我们注释掉#define __a__时，#ifdef __a__和#endif __a__之间的语句不会被执行。a可以是其他表达式。

常见的条件编译指令

1. 普通

   #if 常量表达式
   
    //...
   
   #endif
   
   //常量表达式由预处理器求值。 
   
   如：
   
   #define __DEBUG__ 1
   #if __DEBUG__
   
    //..
   
   #endif
   

2. 多个分支的条件编译

   #if 常量表达式
   
    //...
   
   #elif 常量表达式
   
    //...
   
   #else
   
    //...
   
   #endif
   

3. 判断是否被定义

   #if defined(symbol)
   #ifdef symbol
   #if !defined(symbol)
   #ifndef symbol
   

4. 嵌套指令

   #if defined(OS_UNIX)
   
    #ifdef OPTION1
   
    unix_version_option1();
   
    #endif
   
    #ifdef OPTION2
   
    unix_version_option2();
    #endif
   
   #elif defined(OS_MSDOS)
   
    #ifdef OPTION2
   
    msdos_version_option2();
    #endif
   
   #endif
   

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头文件被包含的方式

本地文件

? ? ? ? ? #include"add.c"

库文件

? ? ? ? ? #include<stdio.h>

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嵌套文件包含

假如有一个本地文件被重复包含、引入，编译压力就会很大，这时，我们就可以引用条件编译解决。

或者，在引入前，加上

#pragma once

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