轻松学C之预处理和宏x

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1、第15章预处理和宏程序在编译之前先要经过预编译阶段。预编译的任务是根据程序中的宏指令补充和完善源代码。有了宏指令，可以使得某些源代码编辑任务变得轻松，同时也可以控制哪些源代码需要编译，哪些不需要编译。15.1预处理概述预处理器是专门用来处理宏指令的程序。在编译器运行之前，会先运行预处理器，查找所有的预处理指令。预处理指令以“#”开头，而且不以“;”结束，以区别于一般的语句。预处理器根据预处理指令生成新的源代码文件（临时文件，可以通过编译器的选项输出到指定目录中）。编译器的作用是把源代码转换成汇编语言或机器指令。但是，编译器并不是直接编译程序员写成的源文件，而是编译经预

2、处理器处理后所产生的新的源文件。这些新的源文件经过编译器生成目标文件，再经过链接器生成最终的可执行程序。预处理器的任务就是执行源代码中的预处理指令，并对源代码进行相应的处理。因此，从预处理指令的类型来讲，预处理器的任务有这几部分：将其他文件包含到当前文件中、定义宏、定义类似函数的宏、实施条件编译。接下来，将详细介绍预处理器的各项任务。15.2宏所谓宏，是程序中定义的用于替换复杂文本的简短文本。宏定义的一般格式如图15-1所示：图15-1宏的定义宏名，即宏的名称，在预编译时被可替换文本替换。可替换文本，即宏名所指代的文本内容。在#define、宏名和可替换文本之间用空格

3、（制表符）分隔。预编译程序将#define之后的第一个和第二个空格之间的文本作为宏名，其后所有文本作为“可替换文本”，而不管中间有多少个空格。15.2.1宏展开在程序的预编译期，预编译程序会解析源代码文本，执行替换源程序的动作，把宏引用的地方替换成定义处的文本。这个动作叫做宏的展开。图15-2这段程序是宏的一个简单例子。图15-2宏的使用上图代码中cout后面的NUMBER在预编译时会被替换成100。注意：在源代码文本中，并不是所有的宏名出现的地方都会进行展开。如果这个宏名出现在一个双引号中，则该宏名就成了字符串的一部分，也就不会进行展开了。15.2.2替代常量用宏替

4、代字面常量，其好处是直观、简洁、修改方便。譬如对于圆周率，其值是一个无理常量3.1415926···。如果在程序中每一处要使用圆周率的地方都直接书写这个常量，那么源代码修改起来就不大方便。一旦要求改变数字的精度，则所有使用的地方都要修改。无疑修改量就比较大，而且也不能保证每一处都修改对。如果使用宏替换字面常量，而程序中使用圆周率的地方都使用宏而非圆周率本身，那么当修改圆周率数值时，只要修改这个宏定义即可，大大减少了编程人员的工作量。例如图15-3所示代码，用宏替换常量3.1415926。图15-3宏替换字面常量上图中使用宏PI替换了常量3.1415926，若程序中的常

5、量需要变化，则只需要更改宏定义即可。相对于常量，使用宏也有缺点。字面常量在编译时处理，有类型信息。而宏则是在预编译时展开，只是进行单纯的文本替换，没有类型信息。因此对于一些类型要求比较严格的地方，使用宏有一定的风险。定义宏时可以使用前面已经定义的宏。例如：假设已经存在一个宏NUMBER，其替换的文本是100，当定义新的宏时，可以在宏的可替换文本中使用NUMBER，如图15-4所示。图15-4宏展开15.2.3替代运算符除了可以用宏替代字面常量，还可以用宏替代某些运算符，包括加减乘除、逻辑与和逻辑非等，甚至函数和语句块的花括号。利用这些宏定义，可以编写出貌似违反C++语

6、法、但实际上合法的源代码。例如：如图15-5所示的代码。图15-5宏替代运算符15.3带参数的宏简单的宏定义，如上节例子所示，只能进行简单的文字替换，扩展能力有限。如果宏能够像函数那样带有参数，并根据参数的不同自动展开成不同的文本，则宏的扩展能力将大大提高。实际上，在C++标准中，可以利用预处理命令#define定义带参数的宏。15.3.1定义带参数的宏有参数宏的宏名后需要带参数，其语法格式如图15-6所示：图15-6带参数宏的定义1若可替换文本一行写不完，可以分成多行，并在每一行的末尾加上分行的符号“”（除了最后一行）。其语法格式如图15-7所示：图15-7带参数

7、宏的定义2注意：要定义带参数的宏，则在宏名和左括号之间不能有空格（或制表符），否则就成了普通的宏定义，括号及其里面的内容也将会成为可替换文本的一部分。但是，在括号中的各个参数之间可以任意添加空格。在可替换文本中可以引用括号中的参数，从而根据参数的不同，展开成不同的源代码文本。例如，下例定义了一个宏，接受两个参数，然后比较两个参数的大小，并输出其中的较小值，示例代码如图15-8所示。图15-8带参数的宏注意：在上述例子中使用了带参数的宏LESS，但是在语句的结尾处并没有分号。乍一看好像不符合C++的语法规范，但是实际上并没有错。这是因为宏是在预编译时处