C语言回炉之预处理器

蔚落 2022-04-10 01:27 214阅读 0赞

### C语言回炉之预处理器 ###

*  C 预处理器
 *  include
 *  define
 *   *  用\#define实现求最大值和最小值的宏
     *  宏参数的连接
     *  用宏得到一个字的高位或低位的字节
     *  用宏定义得到一个数组所含元素的个数
 *  ifdef 和 ifndef
 *  if
 *  error
 *  extern "C"
 *  ifndef A\_H define A\_H endif

# C 预处理器 #

**C 预处理器**不是编译器的组成部分，但是它是编译过程中一个单独的步骤。简言之，C 预处理器只不过是一个文本替换工具而已，它们会指示编译器在实际编译之前完成所需的预处理。我们将把 C 预处理器（C Preprocessor）简写为 CPP。

所有的预处理器命令都是以井号（\#）开头。它必须是第一个非空字符，为了增强可读性，预处理器指令应从第一列开始。\#后是指令关键字，在关键字和\#号之间允许存在任意个数的空白字符。整行语句构成了一条预处理指令，该指令将在编译器进行编译之前对源代码做某些转换。

需要注意的是,预处理指令是在编译器进行编译之前进行的操作。预处理过程扫描源代码，对其进行初步的转换，产生新的源代码提供给编译器。可见预处理过程先于编译器对源代码进行处理。在很多编程语言中，并没有任何内在的机制来完成如下一些功能：在编译时包含其他源文件、定义宏、根据条件决定编译时是否包含某些代码(防止重复包含某些文件)。要完成这些工作，就需要使用预处理程序。尽管在目前绝大多数编译器都包含了预处理程序，但通常认为它们是独立于编译器的。预处理过程读入源代码，检查包含预处理指令的语句和宏定义，并对源代码进行响应的转换。预处理过程还会删除程序中的注释和多余的空白字符。

**核心预处理指令**如下表:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>指令</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>#define</code></td> 
   <td>定义宏</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>#include</code></td> 
   <td>包含一个源代码文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>#undef</code></td> 
   <td>取消已定义的宏</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>#ifdef</code></td> 
   <td>如果宏已经定义，则返回真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>#ifndef</code></td> 
   <td>如果宏没有定义，则返回真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>#if</code></td> 
   <td>如果给定条件为真，则编译下面代码</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>#else</code></td> 
   <td>#if 的替代方案</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>#elif</code></td> 
   <td>如果前面的 #if 给定条件不为真，当前条件为真，则编译下面代码</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>#endif</code></td> 
   <td>结束一个 #if……#else 条件编译块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>#error</code></td> 
   <td>当遇到标准错误时，输出错误消息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>#pragma</code></td> 
   <td>使用标准化方法，向编译器发布特殊的命令到编译器中</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# include #

`include`用于包含一个源代码文件，支持用**尖括号把头文件括起来**和用**双引号把头文件括起来**。

*  **用尖括号把头文件括起来**：这种格式告诉预处理程序在编译器自带的或外部库的头文件中搜索被包含的头文件。
 *  **用双引号把头文件括起来**：这种格式告诉预处理程序在当前被编译的应用程序的源代码文件中搜索被包含的头文件，如果找不到，再搜索编译器自带的头文件。

采用两种不同包含格式的理由在于，编译器是安装在公共子目录下的，而被编译的应用程序是在它们自己的私有子目录下的。一个应用程序既包含编译器提供的公共头文件，也包含自定义的私有头文件。采用两种不同的包含格式使得编译器能够在很多头文件中区别出一组公共的头文件。

# define #

`define`用于定义宏。

## 用\#define实现求最大值和最小值的宏 ##

#include <stdio.h>
    #define MAX(x,y) (((x)>(y))?(x):(y))
    #define MIN(x,y) (((x)<(y))?(x):(y))
    int main(void)
    { 
    #ifdef MAX //判断这个宏是否被定义
        printf("3 and 5 the max is:%d\n",MAX(3,5));
    #endif
    #ifdef MIN
        printf("3 and 5 the min is:%d\n",MIN(3,5));
    #endif
        return 0;
    }
    
    /* * (1)三元运算符要比if,else效率高 *（2）宏的使用一定要细心，需要把参数小心的用括号括起来， * 因为宏只是简单的文本替换，不注意，容易引起歧义错误。 */

## 宏参数的连接 ##

#include <stdio.h>
    #define STR(s) #s
    #define CONS(a,b) (int)(a##e##b)
    int main(void)
    { 
    #ifdef STR
        printf(STR(VCK));
    #endif
    #ifdef CONS
        printf("\n%d\n",CONS(2,3));
    #endif
        return 0;
    }
    
    /* （绝大多数是使用不到这些的，使用到的话，查看手册就可以了） * 第一个宏，用#把参数转化为一个字符串 * 第二个宏，用##把2个宏参数粘合在一起，及aeb,2e3也就是2000 */

## 用宏得到一个字的高位或低位的字节 ##

#include <stdio.h>
    #define WORD_LO(xxx) ((byte)((word)(xxx) & 255))
    #define WORD_HI(xxx) ((byte)((word)(xxx) >> 8))
    int main(void)
    { 
        return 0;
    }
    
    /* * 一个字2个字节，获得低字节（低8位），与255（0000,0000,1111,1111）按位相与 * 获得高字节（高8位），右移8位即可。 */

## 用宏定义得到一个数组所含元素的个数 ##

#include <stdio.h>
    #define ARR_SIZE(a) (sizeof((a))/sizeof((a[0])))
    int main(void)
    { 
        int array[100];
    #ifdef ARR_SIZE
        printf("array has %d items.\n",ARR_SIZE(array));
    #endif
        return 0;
    }
    /* *总的大小除以每个类型的大小 */

# ifdef 和 ifndef #

#include <stdio.h>
    #define DEBUG
    main()
    { 
    #ifdef DEBUG
        printf("yes ");
    #endif
    #ifndef DEBUG
        printf("no ");
    #endif
    }
    //#if defined等价于#ifdef;
    //#if !defined等价于#ifndef

# if #

#if defined(STB_VORBIS_NO_CRT) && !defined(STB_VORBIS_NO_STDIO)
       #define STB_VORBIS_NO_STDIO 1
    #endif

# error #

/** 如果JOE宏没有定义,那么编译就此结束, 编译器就会显示红色的错误 */
    #ifndef JOE
    #error "JOE is not exits"
    #endif

# extern “C” #

平时我们在linux c平台开发的时候，引用了一些Cpp或者C的代码库，发现一些头文件有如下代码条件编译。

#ifdef __cplusplus
    extern "C" { 
    #endif
    .....//其他代码
    
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif

这个主要为了在C++代码中调用用C写成的库文件，就需要用extern"C"来告诉编译器:这是一个用C写成的库文件，请用C的方式来链接它们。

C++支持函数重载，而C是不支持函数重载的，两者语言的编译规则不一样。编译器对函数名的处理方法也不一样。

假设有这个一个函数原型:

void func(int a,int b)
    {
      //code  
    }

可能在C++编译之后会产生\_func\_int\_int之类的名字，因为C++支持重载。而C编译之后，可能为\_func。

关键字：**extern “C” 表示编译生成的内部符号名使用C约定。**

# ifndef A\_H define A\_H endif #

// 如果没有引用stb.vorbis.include.stb.vorbis.h 防止被重复引用 
    #ifndef STB_VORBIS_INCLUDE_STB_VORBIS_H 
    // 引用预定义stb.vorbis.include.stb.vorbis.h为下面内容
    #define STB_VORBIS_INCLUDE_STB_VORBIS_H
    
    
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" { 
    #endif
    
    .....//其他代码
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    
    
    // 结束预定义stb.vorbis.include.stb.vorbis.h否则不需要引入
    #endif