C语言程序设计课件 第9章

第9章编译预处理9.1文件包含9.2宏定义9.3条件编译9.4预处理命令的综合示例本章小结

9.1文件包含

9.1.1文件包含命令的作用如果文件A中有一条文件包含预处理命令，如：#include<B>则该命令将指定文件B的内容复制到文件A中“#include<B>”命令处的位置，共同组成一个程序文件，即在文件A中产生文件B的一个副本。

例如：

图9-1所示是一个文件包含关系的示意图。文件file1.c中的包含命令“#include"file2.c"”将文件file2.c复制进文件file1.c中。图(a)和图(b)所示是预处理前的情况，图(c)是将文件file2.c复制文件file1.c之后的file1.c结构示意图。图9-1文件包含关系的示意图

9.1.2#include命令的两种格式

#include命令有两种格式：

格式一：#include<文件名>

格式二：#include"文件名"

两种格式的区别是：用尖括号时，系统到存放C语言库函数头文件所在的目录(一般是C编译系统的include子目录)中寻找要复制的文件(这称为标准方式)。用双引号时，系统先在用户当前目录中或指定目录中寻找要复制的文件，若找不到，再按标准方式查找(即按尖括号的方式查找)。

通常，如果为调用系统库函数而用“#include”命令来复制相应的头文件(如stdio.h、math.h、string.h等)，宜采用尖括号，以节省查找时间。如果要复制的文件是用户自己定义的(这种文件一般都位于当前目录下)，宜采用双引号。

在程序设计中，文件包含是很有用的。一个大的程序可以分为多个模块，由多个程序员分别编程。有些公用的符号常量或宏定义等可单独组成一个文件，在其他文件的开头用复制命令包含该文件即可使用。这样，可避免在每个文件开头都去书写那些公用的量，从而节省时间，并减少出错。

例9-1设计一个求n!的函数，存放于文件exam.c中，然后设计主函数文件file.c，计算p=n!/m!/(n-m)!。

9.2宏定义

宏定义有两种，即不带参数的宏和带参数的宏。宏定义的作用是用标识符来代表一字符串，一旦对字符串命名，就可在源程序中使用宏定义标识符，系统编译之前会自动查找标识符并替换成字符串。

9.2.1不带参数的宏

不带参数的宏定义的一般形式为

#define宏名宏体

其中：“#”表示这是一条预处理命令；“define”为宏定义命令；“宏名”为一个合法的标识符，一般建议用大写字母，以与变量名相区别；“宏体”可以是常数、表达式或语句，甚至可以是多条语句。define、宏名、宏体三者之间要用一个或多个空格分隔。

例如：

#definePI3.1415926

在预处理时，系统在该宏定义以后查找出现的每一个宏名都用宏体来代替，这个过程叫宏替换。

例9-2求球的表面积和体积。

在预处理时，系统会查找main()函数中的宏PI并用宏体3.141 592 6替换。预编译后文件将变为

例9-3使用无参宏定义格式控制输出。

程序运行结果为

Wangyi1308001621.00

Liwei1308002612.00

采用宏定义后，如果要修改PI值，只需在宏定义处修改PI值，而不需在计算面积和体积等多处修改，减少了代码修改量，降低了程序出错的可能性，提高了程序的健壮性。

9.2.2带参数的宏

带参数宏定义的一般形式为

#define宏名(参数)宏体

例如

#defineSQR(x)(x)*(x)

#defineMOD(x,y)(x)%(y)

预处理时，系统在用宏体代替宏名的同时，实在参数会代替宏体中形式参数，同样宏替换仍只是一种简单的查找替换，不能进行计算或实现其他的功能。

当程序出现下列语句时：

y=SQR(a+b);

程序在预处理时，将被替换成如下语句：

y=(a+b)*(a+b);

例9-4带参宏定义示例。

带参数的宏定义可以嵌套调用其他已存在的宏，即下一个宏定义的宏体可以出现上面已经定义过的宏名。

例如：

#defineSQR(x)(x)*(x)

#defineCUBE(x)SQR(x)*(x)

语句CUBE(a+b)进行宏展开后，变为

(a+b)*(a+b)*(a+b)

例9-5比较宏定义中括号的使用方法的示例。

程序运行结果为

输入一个数:3

SQ1:sq=16

SQ2:sq=7

SQ3:sq=16

SQ1:sq=160

SQ2:sq=57

SQ3:sq=10

在宏替换中，不管有无参数，宏名总是原封不动替换成定义串，当定义串中带有括号时，替换时这些括号原样出现在替换结果中，即宏定义串中的括号不是运算符，仅表示括号符号。对于SQ2、SQ3的宏来说，若替换方式为

sq=160/SQ2(a+1);sq=160/SQ3(a+1);

即将参数a+1分别传入宏SQ2和SQ3中，有无括号的替换对结果的影响很大。SQ2被替换成“160/a+1*a+1”；而SQ3替换后可表示为“160/((a+1)*(a+1))”。

9.3条件编译

C语言提供了条件编译的预处理命令，可以按不同的条件去编译不同的程序部分，进而产生不同的目标代码文件。一般情况下，源程序的所有语句都会参加编译。但有时若希望只对其中的部分满足条件的语句进行编译，则要用到“条件编译”。条件编译是在对源程序编译之前的处理中，根据给定的条件，决定只编译其中的某一部分源程序，而不编译另外一部分源程序(块删除)。条件编译有3种格式。

1.格式一

条件编译格式一的一般形式为

#ifdef标识符

程序段1

#else

程序段2

#endif

条件编译格式的功能：如果标识符已经被“#define”命令定义过，则当程序编译时只对程序段1进行编译，否则只对程序段2进行编译。其中的程序段可以是一条语句，也可以是一组语句。如果是一组语句，不必像复合语句一样加上花括号。

例9-6条件编译格式一的示例。

例9-7条件编译#if-#else-#endif的用法示例。

程序运行结果为

选用较小的值编译.

程序的编译过程取决于MAX定义的大小，当MAX>99时，使用#if部分编译，而#else部分是不进行编译的，反之亦然。

在程序的第1行宏定义中，定义MAX表示常量10，在本例中表示一个数值。若条件判断为非0的数表示真，否则为假。MAX也可以为任何字符串，可以根据需要自行定义符号常量，只要定义了，就编译满足条件的部分。

2.格式二

条件编译格式二的一般形式为

#ifndef标识符

程序段1

#else

程序段2

#endif

格式二与格式一的不同之处是将“ifdef”改成“ifndef”。其功能是：如果标识符没有被“#define”命令定义过，则当程序编译时只对程序段1进行编译，否则只对程序段2进行编译。这与格式一的功能恰好相反。

例9-8利用条件编译，计算面积。

3.格式三

条件编译格式三的一般形式为

#if常量表达式

程序段1

#else

程序段2

#endif

条件编译格式三的功能：如果常量表达式的值为真(即非0)，则当程序编译时只对程序段1进行编译，否则只对程序段2进行编译。

例9-9条件编译格式三的示例。

条件编译当然也可用条件语句(if语句)来实现，但若用条件语句将会对整个源程序进行编译，造成目标程序长，可执行程序的运行时间长；而采用条件编译，可减少被编译的语句，从而减少了目标程序的长度和可执行程序的运行时间(少了关系运算并跳转的时间)。

9.4预处理命令的综合示例

例9-10用条件编译输入一行电报文字，破解电报的密码是每个字母都会被输出到字母表对应的下一个字母。

例9-11三角形面积公式为

，其中S = (a + b + c )/2，a、b、c为