C 預處理器不是編譯器的組成部分,但是它是編譯過程中一個單獨的步驟。簡言之,C 預處理器只不過是一個文本替換工具而已,它們會指示編譯器在實際編譯之前完成所需的預處理。我們將把 C 預處理器(C Preprocessor)簡寫為 CPP。
所有的預處理器命令都是以井號(#)開頭。它必須是第一個非空字符,為了增強可讀性,預處理器指令應從第一列開始。下面列出了所有重要的預處理器指令:
分析下面的實例來理解不同的指令。
#define MAX_ARRAY_LENGTH 20
這個指令告訴 CPP 把所有的 MAX_ARRAY_LENGTH 替換為 20。使用 #define 定義常量來增強可讀性。
#include <stdio.h> #include "myheader.h"
這些指令告訴 CPP 從系統庫中獲取 stdio.h,並添加文本到當前的源文件中。下一行告訴 CPP 從本地目錄中獲取 myheader.h,並添加內容到當前的源文件中。
#undef FILE_SIZE #define FILE_SIZE 42
這個指令告訴 CPP 取消已定義的 FILE_SIZE,並定義它為 42。
#ifndef MESSAGE #define MESSAGE "You wish!" #endif
這個指令告訴 CPP 只有當 MESSAGE 未定義時,才定義 MESSAGE。
#ifdef DEBUG /* Your debugging statements here */ #endif
這個指令告訴 CPP 如果定義了 DEBUG,則執行處理語句。在編譯時,如果您向 gcc 編譯器傳遞了 -DDEBUG 開關量,這個指令就非常有用。它定義了 DEBUG,您可以在編譯期間隨時開啟或關閉調試。
ANSI C 定義了許多宏。在編程中您可以使用這些宏,但是不同直接修改這些預定義的宏。
讓我們來嘗試下面的實例:
#include <stdio.h> main() { printf("File :%s\n", __FILE__ ); printf("Date :%s\n", __DATE__ ); printf("Time :%s\n", __TIME__ ); printf("Line :%d\n", __LINE__ ); printf("ANSI :%d\n", __STDC__ ); }
當上面的代碼(在文件 test.c 中)被編譯和執行時,它會產生下列結果:
File :test.c Date :Jun 2 2012 Time :03:36:24 Line :8 ANSI :1
C 預處理器提供了下列的運算符來幫助您創建宏:
一個宏通常寫在一個單行上。但是如果宏太長,一個單行容納不下,則使用宏延續運算符(\)。例如:
#define message_for(a, b) \ printf(#a " and " #b ": We love you!\n")
在宏定義中,當需要把一個宏的參數轉換為字符串常量時,則使用字符串常量化運算符(#)。在宏中使用的該運算符有一個特定的參數或參數列表。例如:
#include <stdio.h> #define message_for(a, b) \ printf(#a " and " #b ": We love you!\n") int main(void) { message_for(Carole, Debra); return 0; }
當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:
Carole and Debra: We love you!
宏定義內的標記粘貼運算符(##)會合並兩個參數。它允許在宏定義中兩個獨立的標記被合並為一個標記。例如:
#include <stdio.h> #define tokenpaster(n) printf ("token" #n " = %d", token##n) int main(void) { int token34 = 40; tokenpaster(34); return 0; }
當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:
token34 = 40
這是怎麼發生的,因為這個實例會從編譯器產生下列的實際輸出:
printf ("token34 = %d", token34);
這個實例演示了 token##n 會連接到 token34 中,在這裡,我們使用了字符串常量化運算符(#)和標記粘貼運算符(##)。
預處理器 defined 運算符是用在常量表達式中的,用來確定一個標識符是否已經使用 #define 定義過。如果指定的標識符已定義,則值為真(非零)。如果指定的標識符未定義,則值為假(零)。下面的實例演示了 defined() 運算符的用法:
#include <stdio.h> #if !defined (MESSAGE) #define MESSAGE "You wish!" #endif int main(void) { printf("Here is the message: %s\n", MESSAGE); return 0; }
當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:
Here is the message: You wish!
CPP 一個強大的功能是可以使用參數化的宏來模擬函數。例如,下面的代碼是計算一個數的平方:
int square(int x) { return x * x; }
我們可以使用宏重寫上面的代碼,如下:
#define square(x) ((x) * (x))
在使用帶有參數的宏之前,必須使用 #define 指令定義。參數列表是括在圓括號內,且必須緊跟在宏名稱的後邊。宏名稱和左圓括號之間不允許有空格。例如:
#include <stdio.h> #define MAX(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y)) int main(void) { printf("Max between 20 and 10 is %d\n", MAX(10, 20)); return 0; }
當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:
Max between 20 and 10 is 20