第八章编译预处理.docx
第八章编译预处理第一节宏定义大家好，上一节咱们讲的是“变量的存储和引用，内部和外部函数”我们主要是围绕着下列话题进行讲解：（1）变量的存储类别（2）局部变量的存储方式（3）全局变量跨文件引用（4）函数的跨文件调用（5）StatiC关键字用法总结：本节是新的一章的第一节，我们围绕如下话题来讲解：（1）不带参数的宏定义（2）带参数的宏定义大家回忆一下老师以往讲解的内容:一个项目，可以由一个或者多个源文件组成,一个项目，咱们可以通过编译、链接最终形成一个可执行文件。那么这个编译，是一个一个的源文件也就是这里的.cpp文件单位进行的，每个源文件，都会编译成一个目标文件（.。也可能是obj,这个跟操作系统有关），那如果源文件有几个，则可能就编译生成了几个目标文件，然后将这些目标文件进行链接，形成最终的一个一个的可执行文件。那么这个编译都干了什么事，笼统的说：词法，语法分析，目标代码生成，优化之类的一些东西。这个编译我们可以拆开来看它也是干了好几个事的，一般来讲他会干这么几个事：a）预处理：b）编译：词法，语法分析，目标代码生成，优化c）汇编：产生.0（.obj）目标文件；大家也不用深究这几个词是啥意思。老师本节课重点要说这个“预处理”，这个预处理是干什么的呢？咱们在源程序.cpp中加入一些特殊的代码（特殊命令），这些特殊代码有一些特殊能力，提供一些特殊功能，编译系统会先对这些特殊代码做处理，这个就叫“预处理”，处理的结果再和源程序代码一起进行上边步骤b）的编译，汇编这一系列操作。C语言一般提供三种预处理功能，1：宏定义，2：文件包含，3：条件编译，我们本节课讲解“宏定义”；这三种功能也是通过在程序代码中写代码来实现，只不过这些代码比较特殊，都是用#开头。一：不带参数的宏定义；不带参数的宏定义是用来干嘛的呢？用一个指定的标识符来代表一个字符串，一般形式:#define标识符字符串标识符也叫宏名比如：#definePl3.作用：用Pl来代替“3.”这个字符串，程序源码中，我们写的是Pl(也就是一般形式中的标识符)，在编译预处理时，所有在该#加由优之后的Pl都会被替换成“3.”；好处：a)用一个简单的名字代替一个长字符串，所以这个标识符也被称为宏名。在预编译时将宏名替换成字符串的过程称为“宏展开二#define就是宏定义命令；b)增加了修改的方便性，为修改提供极大便利，这种能力被用的很频繁，如果Pl不等于3.14了，而是等于2.58了，是不是我只需要修改一行，整个程序就都等于被替换成成2.58了；这也叫提高了程序的可移植性；演示：#definePl3.intmain()(floatftmp;ftmp=2*PI;printf("ftmp=%fr,ftmp);)说明：实际上宏展开时，Pl就直接被替换成了3并不做语法检杳，所以替换完了后直接参与乘法运算，也就是ftmp=2*Pl;就#1当于ftmp=2*3.;说明：(1)宏名一般大写字母表示，这是一种习惯，建议大家遵照这个习惯。(2)宏定义不是C语句，不必在行末加分号，如果加分号则连分号一起被替换了；#definePl3.;ftmp=2*Pl;这还好，不报错，这相当于ftmp=2*3.;ftmp=Pl*2;这就报语法错了。这相当于ftmp=3.;*2;(3)Vdefine命令出现在程序中函数的外面，宏名的有效范围是#define之后到本源文件结束,不能跨文件使用，如果在另外一个文件中使用，则需要在另外一个文件中也做相同定义，或者把这些定义放到一个公共文件里，并用下节课我们要讲解的#访(把这个公共文件包含到每个源文件中去；一般来讲，#define命令都写在文件开头，函数之前；(4)可以用Jndef命令终止宏定义的作用域，这个用的相对比较少，大家先知道，以后遇到再说；演示如下：ftdefinePl3.intmain。主函数(floatftmp;ftmp=Pl*2;printf("ftmp=%fr,ftmp);Printf("断点在这里”);return0;)ftundefPlvoidfuncl()(floatftmp;ftmp=Pl*2;)(5)用#(区进行宏定义时，还可以引用己定义的宏，可以层层置换演示：#definePl3.#defineDPI2*Pl#defineDPICPIPl*DPIintmain。主函数(floatftmp;ftmp=Pl*2;ftmp=DPI;ftmp=DPICPI;)宏展开之后：DPl被替换成2*3.,DPICPI被替换成3.*2*3.;(6)字符串内的字符，即便与宏名相同，也不进行替换：接上例演示：charstmp100="DPICPI"这里的DPICPI不能被替换二：带参数的宏定义；前面我们讲的不带参数的宏定义，只是进行简单的字符串替换，那这里要讲解的带参数的宏定义，就不是进行简单的字符串替换了，还要进行参数替换，一般形式如下：#define宏名（参数表）字符串也是用右边的“字符串”代替“宏名（参数表）"，但具体怎么替换，咱们后边详细讲；和不带参数的宏定义比，这里多了个参数表。在字符串中，一般都会包含参数表中所指定的参数演示：#defineS(a,b)a*bintArea=S(3,2);在程序中，我们用了宏S,系统是怎么替换的呢？在程序中用了S(3,2),把3,2分别代替宏定义中的形式参数a,b,最终用3*2替换了S2)；所以等价于intArea=3*2;咱们刚才说了，一般字符串"中都会包含参数表中所指定的参数，但不包含也可以，但你若不包含，你通过参数表传进去这个参数干啥，不是没啥意义吗！比如#defineS(a,b)aintArea=S(3,2);总结：带参数的宏定义是这样展开置换的：对一般格式中这个字符串，要从左到右处理；如果字符串中有宏名后列出的形参比如(a,b),则将程序语句中相应的实参(可以是常量，变量或者表达式)代替形参，如果字符串中的字符不是参数字符，则保留，比如上边a*b中的*；演示：#definePl3.ftdefineS(r)Pl*r*rintmain。主函数(floatarea;area=S(3.6);)说明：a)如果输入S(l+5)代替后变成：Pl*1+5*1+5;,这肯定不对，咱们的原意是代替后变成Pl*(1+5)*(1+5)为解决这个问题，我们要在形式参数外面加一个括号也就是：ftdefineS(r)Pl*(r)*(r)这样才能展开成Pl*(1+5)*(1+5)b)宏定义时，宏名和带参数的括号之间不能加空格，否则，空格以后的字符都作为替代字符串的一部分了；比如如果如下定义：ftdefineS(r)Pl*(r)*(r)那这成啥了，S成为了不带参数的宏定义，代表字符串rt(r)PI*(r)*(r,这显然不对嘛；大家是不是感觉带参数的宏和函数挺像的，容易区分不开；宏也有实参形参，但他们还是有很不相同的地方：(1)函数调用是先求出实参表达式的值，然后带入形参，带参宏只进行简单的字符替换，宏展开时并不求值，比如上边的S(l+5),宏展开时并不求1+5的值，只是原样用实参替换掉形参。(2)函数调用是在程序运行时处理，分配临时内存。宏展开是在编译时进行的，展开时不分配内存单元，也不存在值传递的概念，当然也没有返回值的这个说法；(3)宏的参数没有类型这个说法，只是个符号，展开时带入指定字符；#defineS(r)Pl*(r)*(r),比如这个r,并不是个类型；(4)使用宏次数多时，宏展开后源程序长，每展开一次都是程序增长，函数调用不会使源程序变长。(5)宏替换只占编译时间，不占运行时间，而函数调用占运行时间(分配内存，传递参数，执行函数体，返回值等等)；有时候会用宏替换一些很复杂的语句，比如如下相对复杂一点的，求X和y的最大值#defineMAX(x,y)(x)>(y)?(x):(y)调用的时候intresult=MAX(3,4);还有能代替多行语句的：末尾，老师讲过。这种用法在一定程度上能简化程序书写。#defineMACROTESTdoprintf("testn");while(0)宏这个东西，我们自己写代码的时候，可能用的还不太多，但有些人是频繁的使用的，比如大家有机会读读nginx开源代码，或者读一些跨平台的源码的时候，宏用的还是很多的；大家目前先掌握这么多，以后遇到更复杂的，再慢慢研究。这节课咱们就先到这，下次见。
