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详解C语言中的#define、#undef、#indef、#ifndef#if,#elif等-免费源码丞旭猿

1. 明示常量define

define为C语言的一个预处理指令,通常用于进行宏定义。每行define(逻辑行)一般由以下三部分组成,第一部分是define指令本身,第二部分为宏,第三部分为称为替换列表或替换体

预处理器在发现程序中的宏后,会用宏等价的替换体进行替换,如在上图中,LENGTH 将被替换为100。但值得注意的是双引号中的宏将不会进行替换。来看下面的一个例子:

输出的结果将是:

2. 在define中使用参数

在define中还可以使用参数创建作用与函数类似的类函数宏。带有参数的宏看上去很像函数,因为这样的宏也使用圆括号。类函数宏定义的圆括号中可以有一个或多个参数,随后这些参数出现在替换体中,如下图所示:

首先预处理器将所有出现MEAN(X,Y)的地方都替换为(((X)+(Y))/2),然后根据X,Y的值进行计算(注意预处理器不做计算,不求值,只替换字符序列)。下面我们来看一个例子:

输出结果为:

前面两行的结果大家应该都能想到,后面两行有部分读者可能会不太明白。还记得我们在上面谈到的嘛,首先预处理器将所有出现SQUARE(X)的地方都替换为X*X。对SQUARE(x+2),将其替换为x+2*x+2,x值为5,由于乘号优先级高于+号,所以结果为17,而非49,要得到正确结果我们应将宏定义写为:

对100/SQUARE(2),首先将其替换为100/2*2,根据优先级规则,从左往右对表达式求值,结果为100,而非25,要得到宏定义结果我们应将宏定义写为:

要处理前面的两种情况,应这样定义:

尽管如此,仍无法 避免类似SQUARE(++x)的情况,这里不再深入讨论

在上面我们可以看到类函数宏虽然和函数调用看上去相似,但行为却并不相同,函数调用在程序运行时把参数的值传递给函数,宏调用在编译之前把参数记号传递给程序,这两个不同的过程发生在不同的时期。(务必记得预处理器不做计算,不求值,只替换字符序列

2.2 用宏参数创建字符串:运算符

我们在前面提到双引号字符串中的宏不会被替换,那么如果我们想要在字符串中包含宏参数该如何做呢?在类函数宏的替换体中,号作为一个预处理运算符,可以把记号转换为字符串,如X将被转换为X”。来看一个例子:

输出结果为:

为什么呢?调用第一个宏时,X在双引号中不会被替换,仅替换((X)*(X));调用第二个宏时,X将被替换为”X”,然后由于字符串的串联特性,”X”将与”The square of “和is %d\n”组合成”The square of X is %d\n”

2.3 预处理器粘合剂:运算符

运算符把两个记号组合成一个记号,如:

调用XNAME(n)将转换为xn,例:

结果为:

2.4 变参宏:…和__VA_ARGS__

通过把宏参数列表中最后的参数写成省略号(…)来实现宏参数可变,而__VA_ARGS__则出现在替换部分中,表明省略号代表什么,如:

结果为:

注意:省略号只能代替最后的宏参数,像下面这样就是不行的

3. undef指令

undef指令用于取消已定义的define指令。

假如有如下定义:

通过

将移除上面的定义,然后即可将LENGTH定义为一个新值。即使原来没有定义LENGTH,取消LENGTH的定义仍然有效。如果想使用一个名称,又不确定之前是否已经用过,可以用undef指令取消该名字的定义

4. 条件编译

4.1 ifdef、else和endif指令

ifdef指令表示如果预处理器已定义了后面的标识符LENGTH_H,则执行else(如果有)、endif指令之前的所有指令并编译C代码,如果预处理器未定义标识符LENGTH_H,且有else指令,则执行else和endif指令之间的所有代码

注意:else可以没有,但endif必须存在

4.2 ifndef指令

ifndef指令和ifdef指令的逻辑相反,ifndef指令判断后面的标识符是否是未定义的,常用于定义之前未定义的常量,如:

ifndef指令也可以和else、endif一起使用

通常,包含多个头文件时,其他的文件可能包含相同的宏定义,ifndef指令可以防止相同的宏被重复定义。在首次定义一个宏的头文件中用ifndef指令激活定义,随后在其他头文件中的定义都被忽略

ifndef指令还有一个非常重要的用法,防止多次包含一个文件,读者也许见过这样的写法:

这样写是为什么呢?

首先STACK_H是一个空宏,假如该文件被包含多次,当预处理器首次发现该文件被包含时,STACK_H是未定义的,所以定义STACK_H,并处理该文件的 其他部分,当预处理器第二次发现该文件被包含时,STACK_H是已定义的,预处理器跳过该文件的其他部分

为什么会多次包含一个文件呢,因为在大型程序中,许多被包含的文件中都包含着其他文件,所以显示包含的文件中可能包含着已经包含的其他文件。因为在被包含的文件中有某些项(如一些结构类型的声明)只能在一个文件中出现一次,这样就会出错

通过ifndef就可以避免重复,因为ifndef和endif之间的其他部分在第二次时不会再处理

如何保证像STACK_H这样待测试的标识符没有在别处定义呢?通常可以用用大写的文件名及下划线和大写的H做标识符,如STACK就是文件名stack的大写

(感兴趣的读者可以去看一下我在这篇文章中提的一个关于ifndef的问题:

关于全局变量被定义在一个被多个.c文件包含的头文件时出现错误

if和elif指令

if指令和if很像,if后面跟整型常量表达式,如果表达式非零,则表达式为真,此外可以按照if else的形式使用elif

如:

if还有一种用法可以代替ifdef,即if defined (VAR)代替ifdef VAR

defined是一个预处理运算符(注意不要和define搞混),如果它的参数是用define定义过的,返回1,否则返回0,这种方法还可以和elif一起使用

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