IT技术之家

首页 > 编程

编程

【C语言】预处理的深入理解_程序猿教你打篮球

发布时间:2022-07-08 18:37:36 编程 0次 标签:c语言 c++ 开发语言
本期主要讲解:1、#define的深度认识1.1 数值宏常量1.2 字符串宏常量1.3 用宏充当注释符号1.4 用宏替换多条语句1.5 宏定义的使用建议2、#undef 撤销宏2.1 宏的定义位置和有效范围2.2 宏的取消2.3 一道笔试题......

篮球哥温馨提示:编程的同时不要忘记锻炼哦!

人间骄阳刚好 风过林梢,彼时我们正当年少


目录

1、#define的深度认识

1.1 数值宏常量?

1.2 字符串宏常量?

1.3 用宏充当注释符号

1.4 用宏替换多条语句?

1.5 宏定义的使用建议

2、#undef 撤销宏

2.1 宏的定义位置和有效范围

2.2 宏的取消?

2.3 一道笔试题


1、#define的深度认识

1.1 数值宏常量?

宏定义数值常量相信大家都不陌生,相信很多小伙伴用过,这里我们就简单的提一下,我们前面也讲过,#define 本质上是替换,它可以出现在代码的任何地方,也可以把任何东西都定义成宏,编译器会在预编译的时候进行替换掉,举例:

#dfeine PI 3.1415926

这样在以后的代码中你就可以用 PI 来代替 3.1415926 那么这样做的好处是什么呢?假设在未来的某一天,你要提升这个精度,如果你代码中出现 3.1415926 过多的话,你提升精度还得一个个修改, 如果使用宏定义的话,你只需要改一次即可。

1.2 字符串宏常量?

除了宏定义常量之外,还经常用来定义字符串,特别是路径:

#define PATH_1 D:\code\lesson1\test

②?#define PATH_1 "D:\code\lesson1\test"

以上哪个是正确的呢?如果觉得太长还可以用续行符:

#define PATH_1 "D:\code\lesson1\\

test"

很显然第一个肯定是不对的,字符串需要用 "" 引起来,第三个也不对,第二个呢?我们去实践证明下(以上写法都不推荐!):

在Linux平台环境下:

在Windows环境下:?

很显然他们都有同样的警告,都是未知转义序列,也无法正确打印出我们的路径,在前面我们讲到,' \ ' 是转义字符,当我们要打印路径的时候需要用转义字符 ' \ ' 去还原 ' \ ' 的字面意思,所以这里打印路径要用 \\ !

注意:Windows路径分隔是用 ' \ ',而Linux路径分隔是用 ' / ',所以如上测试用例改成 ' / ' 的话是不会报警告的。

所以要正确的打印如上用例应该这样写:

//不使用续行符
#define PATH_1 "D:\\code\\lesson1\\test"

//使用续行符
#define PATH_1 "D:\\code\\lesson1\\\
test"

1.3 用宏充当注释符号

因为 Linux 环境能直接查看预处理过程,便于我们验证,所以我们下边会在 Linux 环境下测试。

我们先简单了解下程序的翻译过程:

    预处理-E:头文件展开,去注释,宏替换,条件编译...编译-S:将预处理后的C语言翻译成汇编语言汇编-c:将汇编语言转化为可目标二进制文件( 可被链接 )链接:将目标二进制文件与相关库链接,形成可执行程序

这里我们来看一段用宏充当注释符号的代码:

#include <stdio.h>
#define BSC //
int main()
{
	BSC printf("hello world\n");
	printf("you can see me!\n");
	return 0;
}

这里我们要探讨一个什么问题呢?如果替换成功,则不会执行第一个函数,如果替换失败,则我们会看到两行打印:

这究竟是为什么呢?我们可以执行:

[lwp@localhost code]$ gcc -E test.c -o test.i?

把预处理后的结果保留下来为 test.i 文件,接着我们可以去用 vim 编辑器查看一下它与源文件的区别在哪,究竟是如何替换的:

通过上图我们可以发现,在预处理之后的文件中,并没有去成功通过宏替换注释掉第一个 printf 函数,由此可见,在预处理阶段,是先执行去掉注释,然后在进行宏替换,如上代码,本质是直接定义了一个空宏,我们特别不推荐这样写代码!(C语言注释风格也一样不行,感兴趣可以下去尝试下)

1.4 用宏替换多条语句?

先看一段代码:

#include <stdio.h>
#define INIT_VALUE(a, b) a = 0; b = 0;
int main()
{
    int flag = 0;
    scanf("%d", &flag);
    int a = 100;
    int b = 200;
    if (flag)
        INIT_VALUE(a, b);
    else
        printf("%d, %d\n", a, b);

     return 0;
}

我想请问,这段代码有问题吗?应该如何改进呢?这段代码明显是编译不会通过的,但是可以通过执行预处理指令,发现预处理并没有出问题,那么,我们可以看一下预处理之后的结果与源文件的区别在哪:

通过预处理之后的结果我们可以看到,宏替换多了一个分号。于是有小伙伴就讨论出来如下三种解决方法:

    去掉宏定义的最后一个分号规范代码风格,给 if 和 else 加上大括号给宏定义要替换的部分用大括号括起来

第一种解决方法肯定是不行的,去掉最后一个分号并不能解决问题,if else 在没有大括号的情况下后面只能跟一条语句,所以第一条行不通。

第二种解决方案看似不错,但是我们有没有想过,并不是所有人都会有良好的代码风格,我们作为程序员,写出的宏应该具有健壮性,所以第二条不可取。

第三种解决方案我们看着好像靠谱,但是我们通常写完一条语句中后面都会带上分号,那可想而知会出现这种情况:{a = 0, b = 0;}; 大括号外是不能跟分号的,所以这个方法也不可取!

最好的解决方法是什么呢?使用 do while 结构:

#include <stdio.h>
#define INIT_VALUE(a, b) do{a = 0; b = 0;}while(0)
int main()
{
    int flag = 0;
    scanf("%d", &flag);
    int a = 100;
    int b = 200;
    if (flag)
        INIT_VALUE(a, b);
    else
        printf("%d, %d\n", a, b);

     return 0;
}

循环会被看成一条复合语句,所以 if 不带大括号也没事(建议带上),这样我们的宏就会更健壮,也不会出错,同时你也可以在中间添加续行符,让他们的格式更清晰!同时我也有个小建议,宏定义的结尾最好都不要带分号。

结论: 当我们需要宏进行多条语句替换的时候,推荐使用 do-while-zero结构

1.5 宏定义的使用建议

【建议1】在宏定义体的结尾省略分号。

【建议2】函数宏的调用不能省略参数。

【建议3】函数宏的定义中,每个参数都应该以小括号括起来,避免替换之后出现优先级的问题。


2、#undef 撤销宏

2.1 宏的定义位置和有效范围

第一个问题,宏定义的位置有限制要求吗?

答案:源文件的任何地方,宏都可以定义,与是否在函数内外无关。

第二个问题,宏的有效范围有多大呢?

#include <stdio.h>                                                                                                                     
void test()
{
     printf("test: %d\n", M);
 }

int main()
{
     test();
 #define M 10
     printf("main: %d\n", M);
     return 0;
 }

?这段代码我们就发现编译不通过了,那么我们来进入预处理文件来对比下源文件:

答案:宏的作用范围,从定义处开始,往后都是有效的!?

2.2 宏的取消?

这里我们用一个例子就能很好的证明了:

 #include <stdio.h>                                                                                                                     
  2 
  3 #define M 10
  4 int main()
  5 {
  6      printf("%d\n", M);
  7 #undef M
  8      printf("undef: %d\n", M);
  9      return 0;
 10 } 

我们来查看如上代码的预处理之后的结果:

结论:undef 是取消宏的意思,可以用来限定宏的有效范围!?

2.3 一道笔试题

#include <stdio.h>

int main()
{
#define X 3
#define Y X*2
#undef X
#define X 2
	int z = Y;
	printf("%d\n", z);
	return 0;
}

请问小伙伴们,这段代码打印什么?

这里我就不截图给大家看了,感兴趣的可以自行下去敲一敲,经过Linux平台和windows平台的测试,最终打印的都是 4,因为编译器都是从上到下扫描代码的,以最近的宏定义为准。


To shine, not be illuminated.