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预编译的理解

2019年10月13日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2237字 ⁄ 字号 评论关闭

预处理命令是由ANSIC统一规定的,但它不是C语言的本身组成部分,不能直接对它们进行编译,因为编译程序无法识别它们。必须对程序进行通常的编译
(包括词法和语法分析,代码生成,优化等)之前,先对程序中这些特殊的命令进行“预处理”,例如:如果程序中用#include命令包含一个文件
“stdio.h”,则在预处理时,将stdio.h文件中的实际内容代替该命令。经过预处理后的程序就像没有使用预处理的程序一样干净了,然后再由编译
程序对它进行编译处理,得到可供执行的目标代码。现在的编译系统都包括了预处理,编译和连接部分,在进行编译时一气呵成。我们要记住的是预处理命令不是C
语言的一部分,它是在程序编译前由预处理程序完成的。

 

C提供的预处理功能主要有三种:宏定义,文件包含,条件编译。它们的命令都以“#”开头。

 

一 , 宏定义 :用一个指定的标识符来代表一个字符串,它的一般形式为:

#define 标识符 字符串

#define PI 3.1415926

我们把标识符称为“宏名”,在预编译时将宏名替换成字符串的过程称为“宏展开”,而#define是宏定义命令。

几个应该注意的问题:

 

 

1, 是用宏名代替一个字符串,也就是做简单的置换,不做正确性检查,如把上面例子中的1写为小写字母l,预编译程序是不会报错的,只有在正式编译是才显示出来。

2, 宏定义不是C语句,不必在行未加分号,如果加了分号则会连分号一起置换。

3, #define语句出现在程序中函数的外面,宏名的有效范围为定义命令之后到本源文件结束,通常#define命令写在文件开头,函数之前,作为文件的一部分,在此文件范围内有效。

4, 可以用#undef命令终止宏定义的作用域。如:

#define PI 3.1415926

main(){

 

}

#undef PI

mysub(){

 

}

则在mysub中PI 不代表3.1415926。

5, 在进行宏定义时,可以引用已定义的宏名,可以层层置换。

6, 对程序中用双撇号括起来的字符串内的字符,即使与宏名相同,也不进行置换。

7, 宏定义是专门用于预处理命令的一个专有名词,它与定义变量的含义不同,只做字符替换不做内存分配。

 

      带参数的宏定义,不只进行简单的字符串替换,还进行参数替换。定义的一般形式为:#define 宏名(参数表)字符串

如:#define S(a,b) a*b,具体使用的时候是int area; area=(2,3);

对带参数的宏定义是这样展开置换的:在程序中如果有带参数
的宏(如area=(2,3)),则按#define命令行中指定的字符串从左到右进行置换。如果串中包含宏中的形参(如a,b),则将程序语句中的相关
参数(可以是常量,变量,或表达式)代替形参。如果宏定义中的字符串中的字符不是参数字符(如上*),则保留,这样就形成了置换的字符串。

 带参数的宏与函数有许多相似之处,在调用函数时也是在函数名后的括号内写实参,也要求实参与形参的数目相等,但它们之间还有很大的不同,主要有:

 

  1. 函数调用时,先求出实参表达式的值,然后代入形参,而使用带参的宏只是进行简单的字符替换。

  2. 函数调用是在程序运行时处理的,为形参分配临时的内存单元。而宏展开则是在编译前进行的,在展开时并不分配内存单元,不进行值的传递处理,也没有返回值的概念。

  3. 对函数中的实参和形参都要定义类型,二者的类型要求一致,如不一致,应进行类型转换;而宏不存在类型问题,宏名无类型,它的参数也无类型,只是一个符号代表,展开时代入指定的字符串即可。宏定义时,字符串可以是任何类型的数据。

  4. 函数调用只可得到一个返回值,而用宏可以设法得到几个结果。

  5. 使用宏次数多时,宏展开后源程序长,因为没展开一次都使程序增长,而函数调用不会这样。

  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)。

 

 

 

 

 

二 , 文件包含:一个源文件可以将另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中。

 #include <文件名> 或 #include“文件名”

 感觉它像JAVA中的包,而它的作用像在J2EE中我们可以用*.xml做配置文件,然后各个模块调用这个文件,但这个文件如果修改后,凡使用(包含)此文件的所有文件(因为使用时是拷贝了原来的一份)有都需要从新编译,好像又失去了灵活的意义。

在#include命令中,文件名可以用“”
或<>括起来,它们的区别是用<>时,系统到存放在用户当前目录中寻找要包含的文件,若找不到,再按照标准方式查找(即按尖括号
的方式查找)。一般说来,如果是为调用库函数而用#include命令来包含相关的头文件,则用<>,以节省查找时间。如果要包含的是用户自
己编写的文件(这种文件一般都在当前目录中),一般用“”,若文件不在当前目录中,“”内可给出文件路径。

 

三,条件编译

一般情况下,源程序中的所有行都参加编译。但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。

1,#indef 标识符

      程序段1

   #else

      程序段2

   #endif

当所指定的标识符已经被#include命令定义过,则在程序编译阶段只编译程序1,否则编译程序段2。

2,#if 表达式

      程序段1

#else

程序段
2

#endif

 

     优点:采用条件编译,可以减少被编译的语句,从而减少目标程序的长度,减少运行时间,当条件编译段比较多时,目标程序长度可大大减少。

 

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