标准C预处理器(指令)

标准C预处理器

该文章借鉴一位老兄的文章，主要是取自PROGRAMMING IN ANSI c(Third Edition).

什么是预处理器？

答：预处理器是一个iechengxu，在源代码通过编译器之前，它先对源代码进行处理。它是在成为预处理器命令行或指令的控制下操作。预处理器指令放在源程序的main函数之前。在源代码通过编译器之前，由预处理器检查所有预处理指令。如果有预处理器指令，则采取相应的动作，然后再把源程序交给编译器。

 常用的预处理器指令集及其功能：

指令     作用#define    定义一个宏替换#undef     取消一个宏定义#include   指定要包含的文件#ifdef      测试某个宏已定义#endif      表示#if的结束#ifndef     测试某个宏未定义#if           测试一个编译时条件#else        当#if测试失败时，指定另一个测试

这些指令可以分为三类：（1）、宏替换指令（2）、文件包含指令（3）、编译器控制指令

以下分别介绍：一、宏替换指令宏替换是程序中的标识符被预定义的字符串（由一个或者多个标记符组成）取代的过程。预处理器在#define指令下完成这一工作。为宏定义中的表达式使用括号是明智之举。

指令最常见的有三种：1、简单宏替换#define PI              3.1415926

2、含参数的宏含参数的替换成为宏调用（类似于函数调用）。当调用宏时，预处理器将替换该字符串，即用实参替换形参。字符串就像一个模板。

#define CUBE(x)         ((x)*(x)*(x))

3、宏嵌套一种是：在一个宏的的定义中使用另一个宏。预处理器将扩展每个#define宏，知道文本中不再有宏为止。另一种是一个宏用作另一个宏的参数。如该段最后两个例子用嵌套调用来得出x，y和z三者的最大值。

#define M               6

#define MAX(a,b)        (((a)>(b))?(a):(b))

二、文件包含指令两种形式：#include “filename”其中，filename为含有所需宏定义或函数的文件名。此时，预处理器把filename的整个内容插到程序的源代码之中。当filename包含在双引号中时，首先从当前目录中查找该文件，然后再到标准目录中查找。

#include  <filename>

在这种情况下，只在标准目录中查找该文件。

也允许被包含文件的嵌套，也就是说，一个被包含的文件又可以包含其他文件，但是，文件不能包含自身。如果没有找到被包含的文件，将报告一个错误，且编译终止。以下是一个.c文件的头文件：#include <stdio.h>

Main()

{

       ……………

}

三、编译器控制指令当开发一个大型程序时，我们可能要面临以下一种或者多种情况。（1）、已包含的一个文件中含有某些宏定义，但不知道某个宏（假设TEST）是否定义在该头文件中。而我们想确认一下TEST是否已经定义。（2）、假设某个客户有两台不同类型的计算机，要求你编写一个可用在这两个系统上运行的程序。尽管针对每个系统的某些代码会不同，但仍想使用同一个程序。（3）、如果正在开发一个程序（假设用于销售分析），在公开市场上销售。某些客户可能坚持应有某些附加特性。而我们想用一个程序来满足两种客户的需求。（4）、假设正在测试我们的系统，这是一个规模较大的系统。我们可能希望在某些地方插入printf语句，用于显示中间结果和消息，以便跟踪运行流程和错误（如果有）。这里语句称为调试语句。我们可能想让这些语句成为程序的一部分，但只有当我们需要是才起作用。

    这些问题的一种解决办法是开发不同程序来不同情形的需求。另一种方法就是开发单个的全面的程序，它包含所有的可选代码，然后指定编译器跳过不需要的源代码。C 预处理器提供了一种称为条件编译的特性，它可用来关闭或打开程序的某一行或多行。

以下分别针对上面四种情况举例说明：1、情形1次情形指的是宏的条件定义。假设不管TEST宏是否已经在头文件中定义了，我们都想确保宏总是已经定义的。可以如下来实现，其中DEFINE.H为含有TEST宏定义的头文件。#define “DEFINE.H”

例如：

#ifdef _DEBUG

温馨提示：以上两种定义，不能直接定义成如下形式

#ifndef  TEST        // (It’s wrong!)

2、情形2此时的main函数关心的是使程序可移植。这可以如下来实现：……main(){    …   #ifdef   IBM_PC   {     //the codes are for IBM_PC  … }

  #else   {      //the codes are for HP_PC   …. }

  #endif  ….}

如果我们想让程序在IBM_PC机上运行，可以在程序中包含如下指令：  #define IBM_PC否则就不需要。注意，编译器控制指令位于函数之中，还有注意把#字符放在该行的第一列中。如果定义了IBM_PC，编译器将编译针对IBM_PC的代码；如果没有，则编译针对HP_PC的代码。以下举个实例：switch(MonDriver.OnRunFunction) {  case DIALFUN:

   switch(byModemRet)   {    case MRES_CONN:     #ifdef DETTCPip      PostAppMessage(_iaPPTCPIP,EV_MCONNECT,1,0);      //connect OK,     #endif     MonDriver.RunStatus=ONLINE;     MonDriver.OnRunFunction=NOMDFUN;     break; 

    case MRES_TONE:     #ifdef DETTCPIP     //if no dial tone, send message to ppp      PostAppMessage(_iappTCPIP,EV_MCONNECT,4,0);           #endif     MonDriver.RunStatus=IDLE;     MonDriver.OnRunFunction=NOMDFUN;     break;

    case MRES_ERR:    case MRES_NO:    case MRES_BUSY:     #ifdef DETTCPIP      PostAppMessage(_iappTCPIP,EV_MCONNECT,2,0);      //the line is busy, send message to ppp     #endif     MonDriver.RunStatus=IDLE;     MonDriver.OnRunFunction=NOMDFUN;     break;

    default:     break;

   }

3、情形3这种情形类似于情形2，因此控制指令的形式如下：#ifdef  ABC    group-A lines

例如：

#ifdef PIAFS_DATA_MODEM byBuf[0] = SID_APP_PHS;

4、情形4进行调试和测试是为了检测程序中的错误。编译器可以检测出语法和语义错误，但不能检测错误的算法，当程序运行时，将产生错误的结果。错误检测和隔离的过程首先是用已知的测试数据集对程序进行测试。程序分成几部分，在不同的地方放置printf语句以显示中间结果。这种语句称为调试语句。一旦把错误隔离并修正后就不再需要了。此时，我们可以把这些语句删掉，或使用如下控制指令来使它们不再为活动的。

  ……

C预处理器还支持一个更通用的测试条件形式，即#if指令，其形式如下：

#if  constant_expression {   statement-1;   statement-2;   …..  }

例如 1：

#if defined(PIAFS_DATA_MODEM) && !defined(_ONPC_)UChar g_PiafsStatus; extern void pf_set_dpdial_state(unsigned char state);extern void pf_set_dp_state(unsigned char state);

例如 2：

#if   defined YAMAHA759 || /     defined YAMAHA762 ||  /     defined YAMAHA757 || /     defined OKI_2870  || /   defined SUNPLUS||/   defined WINBOND   Bios_SetRingVolume(0x1f);    MusicPlay(1);

例如 3：

#if PHONE_TEST extern _BYTE addSchedule(_BYTE *pBuf);//buf 128

constant_expression可以是以下任意形式的表达式：TEST <=3(LEVEL == 1||LEVEL == 2)MACHINE == ‘A’如果constant_expression为非零（即为真），那么位于#if 和 #endif之间的语句都被处理；否则被忽略。TEST、LEVEL等名称也可以定义为宏。

ANSI C 的其他预处理器指令#elif    提供另一种测试方法#pragma  指定某些指令#error   当发生错误时停止编译工作ANSI 标准还包括了两个新的预处理器操作：#    字符串化运算符##   标记符粘贴运算符

部分指令举例如下：

1、#elif指令

#elif指令用来构建“if…else…if”语句系列，用于测试多种条件情况。它的一般形式如下#if expression 1  statement sequence 1  #elif  expression 2   statement sequence 2    …. #elif  expression N   statement sequence N

例如：#ifdef __H300__

2、#pragma指令

#pragma是基于实现的指令，可以用来指定提交给编译器的不同命令。其形式如下：

#pragma name

其中，name为想要的pragma名，例如在microsoft c环境下：

#pragma loop_opt(on)  将会使循环优化后执行。如果编译器不能识别它，则被忽略。

3、#error指令#error指令用于在调试时产生诊断消息，其形式如下：#error error message当遇到#error指令时，显示错误消息并终止处理。例如：#ifndef FILE_G (或者这句这样说#if !define (FILE_G))

注意：这里与#if一起使用的是一个特殊的处理器运算符defined。Defined是一个新添加的指令，带有由括号括起来的name。如果编译器不支持它，可以进行如下替换：

用 #ifndef 替换 #if !defined

用 #ifdef 替换 #if defined

4、#字符串化运算符

#字符串化的运算符，用在宏函数的定义中。作用：该运算符允许在宏定义中使用一个形参，它将被转化为一个字符串。例如

#define sum（xy） printf（#xy“ = %f/n”， xy）

sum(a+b);

预处理器竟把下面语句行：sum（a+b）转换为printf(“a+b” “= %f /n”,a+b);

该语句又等价于 printf(“a + b = %f /n”,a + b);

ANSI标准还规定，相邻字符串将连接起来。

5、##标记符粘贴运算符

ANSI标准定义的标记符粘贴运算符##可以把宏定义中的两个标记符组合成一个标记符。

例如 #define combine (s1, s2) s1##s2

Combine(TOTAL,SALES)则为 TOTALSALES

(结束)