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C预处理器

C预处理器是一种简单的宏处理器。
预处理器是由特殊的预处理器命令行控制的,它们是以#符号开头的源文件行。

预处理器的一般操作:从源文件中删除所有的预处理器命令行,并在源文件中执行这些预处理器命令所指定的转换操作

预处理器代码行的语法与C语言其他部分的语法是完全独立的,但经过预处理所产生的源代码必须在上下文环境中合法

常见的预处理器命令:

#define   定义一个预处理器宏
#undef     取消一个预处理器宏
#include   插入另一个源文件的文本
#if        测试一个常量表达式的值
#ifdef     测试如果一个宏已被定义
#ifndef    测试如果一个宏没有被定义
#else      测试失败后
#endif     终止条件文本
#line      提供用于编译器信息的行号
#elif      与else if相似
defined    判断一个宏是否被定义,已定义返回1,否则返回0,其与#if和#elif联用
#          将#后的宏标记转化为字符串
##         将两个相邻的宏标记连接成一个整体标记
#pragma    指定依赖编译器的信息
#error     用指定的信息产生一个编译时错误

1.预处理器词法约定

·以#开始的行被看成是预处理器命令

·命令的名称必须紧随#字符之后(标准C编译器允许#后出现空格,而一些旧式编译器不允许)

·如果只有一个#,则被看null指令,当成空行处理

·如果命令名称后不包含命令参数,则命令名称后必须是空白字符或注释,例:

#define PLUS + 或 #define PLUS /* */ +

·如果命令名称带参数,则左括号必须紧随命令名称

·如果一个宏被展开之后是一些看上去像预处理器命令,这些命令不会被标准C编译器所认识,  例:

#define GETMATH #include <math.h>

GETMATCH展开后为 # include < math . h>,会被编译为错误C代码

·在命令行末加\可以进行续行,例

#define err(flag,msg) if(flag) \

printf(msg)

2.宏的定义

·语法:

·Object-liked defined

#define 宏名 标记序列

·With parameter list defined

#define 宏名(parameter list) 标记序列

3.宏扫描

·规则:当一个宏被展开之后,对宏调用的扫描就在宏展开的开始位置继续,使宏名称在被展开宏的内部可以被认识,以便进一步的宏替换,例

#define plus(x,y) add(y,x)

#define add(x,y) ((x)+(y))

对plus(plus(a,b),c)进行宏展开,步骤如下:

plus(plus(a,b),c)

=>add(c,plus(a,b))

=>((c)+(plus(a,b)))

=>((c)+(add(b,a)))

=>((c)+((b)+(a)))

·自身宏嵌套

·在标准C中,出现在自身的展开体中的宏并不会被重新展开

·旧式的C预处理器在传统中并不会检测这种递归,而是试图继续展开直到系统出错为止

4.预定义的宏

·常用的预定义的宏有:

__LINE__    当前源程序行的行号,用十进制整数常量表示
__FILE__    当前源文件的名称,用字符串常量表示
__DATE__    编译时的日期,用“MM dd yyyy”形式的字符串常量表示
__TIME__    编译时的时间,用“hh:mm:ss”形式的字符串常量表示
__STDC__    当且只当编译器遵循ISO标准时,它的值是十进制常量1
__STDC__VERSION__  如果编译器遵循C99,则这个宏的值是199901L,其他情况下,该宏没定义
__STDC__HOSTED__  当前是宿主系统,该宏值为1,当前是独立系统,这个宏值为0
__STDC__IEC__559__ 如果浮点实现遵循IEC 60599标准,这个宏值为1,否则无定义
__STDC__IEC__559__COMPLEX__  如果复数运算实现遵循IEC 60559标准,则该宏值为1,否则未定义
__STDC__ISO10646__  定义为一个长整数常量

5.取消宏定义和宏的重定义

·使用#undef命令,语法:

#undef 宏名

·避免宏的重定义,使用#ifndef或#ifdef命令,例

#ifndef MYHEADER_H

#define MYHEADER_H 2000

#endif

6.宏展开的优先级错误

·宏的操作完全是标记的文本替换,只有在宏展开结束后,才会把宏体解析为声明,表达式或语句,例:

#define SQUARE(x) x*x

SQUARE(a)=>a*a  //ok

SQUARE(a+b)=>a+b*a+b //???

·避免这种事件发生,可以使用括号

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

SQUARE(a+b)=>(a+b)*(a+b) //ok

7.把标记转换为字符串

·在标记序列中使用#,例

#define TEST(a,b) printf( #a “<” #b “=%d\n”, (a)<(b) )

TEST(0,0xFFFF)=>printf(“0<0xFFFF=%d\n”, (0)<(0xFFFF))

8.宏展开中的标记合并

·在标中使用##,例

#define NAME(i) name ## i

NAME(1)=>name1

9.宏的可变参数列表

·使用省略号来表示宏参数中的可变参数列表,语法:

#define 宏名(参数列表,…) 标记序列

#define 宏名(…) 标记序列

·在标记序列中使用__VA__ARGS__来对应参数列表中的…,例

#define MAKE_EM_A_STRING(…) #__VA__ARGS__

MAKE_EM_A_STRING(a,b,c,d)=>”a,b,c,d”

10.文件包含

·使用#include命令,形式如下:

#include <字符序列>

#include “字符序列”

#include 标记序列

·使用<>和”"的区别在于编译器查找包含文件的方式

<>:根据编译器的定义规则和路径进行查找

“”:从源文件的当前路径开始查找,如果不存在,则以<>形式来处理

11.条件编译

·使用#if,#else,#endif命令,形式:

#if 常量表达式

….

#else

#endif

·使用#elif命令,形式

#if 常量表达式1

#elif 常量表达式2

#elif 常量达式n

#else

#endif

·使用#ifdef和#ifndef命令,形式

#ifdef 宏名

表示如果该宏名已被定义,则相当于#if 1

如果该宏名没有定义,则相当于#if 0

·defined操作符

·defined操作符可以在#if和#elif表达式中使用,不能用于别处,形式

defined name

defined (name)

例:

#if defined(VAX) 代替

#ifdef VAX

12.显示的行号

·使用#line命令,形式:

#line n “filename”

#line n

表示源代码的下一行来自用户所编写的filename的文件的第n行,n必须是十进制数字

13.pragma指定

·以添加新的预处理器功能或者向编译器提供因实现而异的信息

·标准pragma命令

#pragma [FP_CONTRACT|FENV_ACCESS|CX_LIMITED_RANGE] [ON|OFF|DEFAULT]

·_Pragma操作符,形式:

_Pragma(“字符串序列”)

例:

_Pragma(“STDC FENV_ACCESS ON”) 等价于

#pragma STDC FENV_ACCESS ON

14.错误指令

·使用#error命令,形式

#error 预处理器标记

·如果信息中包含有宏,而不想将宏进行展开,可以使用字符串形式

#define SIZE 1024

#if (SIZE%256 !=0 )

#error “SIZE must be a multiple of 256″

#endif

15.关于一些旧编译器空白字符的预处理

例:

#define INC ++

#define TAB internal_table

#define INCTAB table_of _increments

#define CONC(x,y) x/**/y

对于CONC(INC,TAB)进行展开,标准与非标准编译器处理方式:

标准                          非标准

CONC(INC,TAB)             CONC(INC,TAB)

INC TAB                   INCTAB   这里出现了不一样的结果

++ internal_table        table_of_increments  导致结果也不一样了

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