计算机本科C语言讲稿-编译预处理.ppt

1、第六章 预处理命令,宏定义 文件包含 条件编译,6.1 概述,1.所谓预处理是指在进行编译的第一遍扫描(词法扫描和语法分析)之前所作的工作。它由预处理程序负责完成。当对一个源文件进行编译时，系统将自动引用预处理程序对源程序中的预处理部分作处理，处理完毕自动进入对源程序的编译。 语言提供了多种预处理功能，如宏定义、文件包含、条件编译等。合理地使用预处理功能编写的程序便于阅读、修改、移植和调试，也有利于模块化程序设计。,2 可执行程序形成的三个过程 预处理、编译和连接是形成可执行程序的三个 重要过程，这三个过程的每一步都可将一种形 式的程序代码改变成另一种形式的程序代码。 1）预处理程序负责处理组

2、成程序的预处理命 令，从而将带有预处理命令的程序文件转 化为纯粹的C程序。,c:turboc2zxjc1.c void p1() printf(“*n”); c:turboc2zxjc2.c void p2() printf(“my name is zxjn”); c:turboc2zxjc3.c #include “c1.c” #include “c2.c” main() p1(); p2(); p1();,经过预处理程序（预编译程序）的处理，从而将带有预处理命令的程序文件c3.c转化为： void p1() printf(“*n”); void p2() printf(“my name i

3、s zxjn”); main() p1(); p2(); p1(); ,2)编译程序：将一个个C源程序翻译成对应的二进 制代码文件(后缀名为.obj的文件)。 3)连接程序：将组成程序的所有.obj和用到的库 文件连接起来，形成一个完整的可执行程序。,6.2 宏定义,在语言源程序中允许用一个标识符来表示一个字符串，称为“宏”。被定义为“宏”的标识符称为“宏名”。在编译预处理时，对程序中所有出现的“宏名”，都用宏定义中的字符串去代换，这称为“宏代换”或“宏展开”。 宏定义是由源程序中的宏定义命令完成的。宏代换是由预处理程序自动完成的。 在语言中，“宏”分为有参数和无参数两种。,6.2.1无参宏定

4、义,其定义的一般形式为： #define 标识符 字符串 其中的“#”表示这是一条预处理命令。凡是以“#”开头的均为预处理命令。“define”为宏定义命令。“标识符”为所定义的宏名。“字符串”可以是常数、表达式、格式串等。 例如：#define N 100 #define M (y*y+3*y) #define PR printf,【例6.1】#define M (y*y+3*y) main() int s,y; printf(input a number: ); scanf(%d,宏定义,宏调用,经过预处理程序处理（宏展开）之后纯粹的C代码 main() int s,y; printf(i

5、nput a number: ); scanf(%d,对于宏定义还要说明以下几点： 1)宏定义是用宏名来表示一个字符串，在宏展开时又以该字符串取代宏名，这只是一种简单的代换，预处理程序对它不作任何检查。如有错误，只能在编译已被宏展开后的源程序时发现。 2)宏定义不是说明或语句，在行末不必加分号，如加上分号则连分号也一起置换。 3)宏定义其作用域为宏定义命令起到源程序结束。如要终止其作用域可使用#undef命令。,例如： #define PI 3.14159 main() f1() ,例如： #define PI 3.14159 main() #undef PI f1() ,4)宏名在源程序中若

6、用引号括起来，则预处理程序不对其作宏代换。 【例9.2】 #define OK 100 main() printf(OK); printf(n); ,5)宏定义允许嵌套，在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名。在宏展开时由预处理程序层层代换。 例如： #define PI 3.1415926 #define S PI*y*y /* PI是已定义的宏名*/ 对语句： printf(%f,S); 在宏代换后变为： printf(%f,3.1415926*y*y); 6)习惯上宏名用大写字母表示，以便于与变量区别;但也允许用小写字母。,7)对“输出格式”作宏定义，可以减少书写麻烦。 【例6.3】中

7、就采用了这种方法。 #define P printf #define D %dn #define F %fn main() int a=5, c=8, e=11; float b=3.8, d=9.7, f=21.08; P(D F,a,b); P(D F,c,d); P(D F,e,f); ,6.2.2 带参宏定义,语言允许宏带有参数。在宏定义中的参数称为形式参数，在宏调用中的参数称为实际参数。 对带参数的宏，在调用中，不仅要宏展开，而且要用实参去代换形参。 带参宏定义的一般形式为： #define 宏名(形参表) 字符串 带参宏调用的一般形式为： 宏名(实参表)；,例如： #define

8、M(y) y*y+3*y /*宏定义*/ k=M(5); /*宏调用*/ 经预处理程序的预编译，在宏展开时，用实参5去代替形参y，宏展开后的语句为： k=5*5+3*5,【例6.4】 #define MAX(a,b) (ab)?a:b main() int x,y,max; printf(input two numbers: ); scanf(%d%d, ,经预编译后： main() int x,y,max; printf(input two numbers: ); scanf(%d%d, ,对于带参的宏定义有以下问题需要说明：,1. 带参宏定义中，宏名和形参表之间不能有空格出现。 例如把：

9、#define MAX(a,b) (ab)?a:b 写为： #define MAX (a,b) (ab)?a:b,2. 带参宏定义与函数区别： 1)在带参宏定义中，形式参数不分配内存单元，因此不必作类型定义。 函数的形参有类型,当它所在函数调用时得到存储空间。 2)宏展开时实参对形参只是简单的代换，而函数调用时实参值要传给形参，进行“值传递”。,3. 在宏定义中的形参是标识符，而宏调用中的实参可以是表达式。 【例9.5】 #define SQ(y) (y)*(y) main() int a,sq; printf(input a number: ); scanf(%d,4. 在宏定义中，字符串内

10、的形参通常要用括号括起来以避免出错。 【例9.6】 #define SQ(y) y*y main() int a,sq; printf(input a number: ); scanf(%d, 运行结果为： input a number:3 sq=7,【例6.8】 #define SQ(y) (y)*(y) main() int a,sq; printf(input a number: ); scanf(%d, 对于宏定义不仅应在参数两侧加括号，也应在整个字符串外加括号。,5. 宏定义也可用来定义多个语句，在宏展开时，把这些语句又代换到源程序内。看下面的例子。 【例9.11】 #define

11、V(s1,s2,s3,v)s1=l*w;s2=l*h;s3=w*h;v=w*l*h main() int l=3,w=4,h=5,sa,sb,sc,vv; V(sa,sb,sc,vv); printf(sa=%dnsb=%dnsc=%dnvv=%dn, sa,sb,sc,vv); ,6.3 文件包含,文件包含是C预处理程序的另一个重要功能。 #include命令告诉预处理程序，将其后面所跟的文件的内容插入到当前文件中。即把指定的文件插入该命令行位置取代该命令行，从而把指定的文件和当前的源程序文件连成一个源文件。 #include命令行的两种形式为： #include #include 文件名

12、例如： #include stdio.h #include math.h,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，在其它文件的开头用包含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量，从而节省时间，并减少出错。,对文件包含命令还要说明以下几点：,1.包含命令中的文件名可以用双引号括起来，也可以用尖括号括起来。例如以下写法都是允许的： #include stdio.h #include 但是这两种形式是有区别的：使用尖括号表示在包含文件目录中去查找(包含目录是由用户在设置环境时设置

13、的)，而不在源文件目录去查找；,使用双引号则表示首先在当前的源文件目录中查找，若未找到才到包含目录中去查找。用户编程时可根据自己文件所在的目录来选择某一种命令形式。 2.一个include命令只能指定一个被包含文件，若有多个文件要包含，则需用多个include命令。 3.文件包含允许嵌套，即在一个被包含的文件中又可以包含另一个文件。,#include void p() .,File1.c,#include void s() .,File2.c,#include void main() .,File3.c,6.4 条件编译,预处理程序提供了条件编译的功能。可以按不同的条件去编译不同的程序部分，因

14、而产生不同的目标代码文件。这对于程序的移植和调试是很有用的。 条件编译有三种形式，下面分别介绍： 1. 第一种形式： #ifdef 标识符 程序段1 #else 程序段2 #endif,#ifdef 标识符 程序段 #endif,2.第二种形式： #ifndef 标识符 程序段1 #else 程序段2 #endif 与第一种形式的区别是将“ifdef”改为“ifndef”。它的功能是，如果标识符未被#define命令定义过则对程序段1进行编译，否则对程序段2进行编译。这与第一种形式的功能正相反。,3. 第三种形式： #if 常量表达式 程序段1 #else 程序段2 #endif 它的功能是，

15、如常量表达式的值为真(非0)，则对程序段1 进行编译，否则对程序段2进行编译。因此可以使程序在不同条件下，完成不同的功能。,【例6.12】 #define R 1 main() float c,r,s; printf (input a number: ); scanf(%f, #endif ,本例中采用了第三种形式的条件编译。在程序第一行宏定义中，定义R为1，因此在条件编译时，常量表达式的值为真，故计算并输出圆面积。,上面介绍的条件编译当然也可以用条件语句来实现。 但是用条件语句将会对整个源程序进行编译，生成的目标代码程序很长，而采用条件编译，则根据条件只编译其中的程序段1或程序段2，生成的目

16、标程序较短。如果条件选择的程序段很长，采用条件编译的方法是十分必要的。,6.5 本章小结,1.预处理功能是语言特有的功能，它是在对源程序正式编译前由预处理程序完成的。程序员在程序中用预处理命令来调用这些功能。 2.宏定义是用一个标识符来表示一个字符串，这个字符串可以是常量、变量或表达式。在宏展开时用该字符串代换宏名。 3.宏定义可以带有参数，宏展开时是以实参代换形参。而不是“值传送”。 4. 为了避免宏代换时发生错误，宏定义中的字符串应加括号，字符串中出现的形式参数两边也应加括号。,5.文件包含是预处理的一个重要功能，它可用来把多个源文件连接成一个源文件进行编译，结果将生成一个目标文件。 6.

17、条件编译允许只编译源程序中满足条件的程序段，使生成的目标程序较短，从而减少了内存的开销并提高了程序的效率。 7.使用预处理功能便于程序的修改、阅读、移植和调试，也便于实现模块化程序设计。,再见！,本章练习,一、选择题 以下叙述不正确的是_ 预处理命令行都必须以#号开始 在程序中凡是以#号开始的语句行都是预处理命令行 C程序在执行过程中对预处理命令行进行处理 以下是正确的宏定义 #define IBM_PC,2. 以下叙述中正确的是_ 在程序的一行上可以出现多个预处理命令行 使用带参的宏时，参数的类型应与宏定义时的一致 宏替换不占用运行时间，只占编译时间 在以下定义中C R是称为“宏名”的标识符

18、 #define C R 045,3. 请读程序： #define ADD(x) x+x main( ) int m=1,n=2,k=3; int sum=ADD(m+n)*k; printf(“sum=%d”,sum); 上面程序的运行结果是_ sum=9 sum=10 sum=12 sum=18,4. 以下程序的运行结果是_ #define MIN(x,y) (x)(y)?(x):(y) main( ) int i=10,j=15,k; k=10*MIN(i,j); printf(“%dn”,k); A) 10 B) 15 C) 100 D) 150,5. 在宏定义#define PI 3

19、.14159中，用宏名PI代替一个_ 常量 单精度数 双精度数 字符串 6. 以下有关宏替换的叙述不正确的是_ 宏替换不占用运行时间 宏名无类型 宏替换只是字符替换 宏名必须用大写字母表示,7. 以下程序的运行结果是_ #include “stdio.h” #define FUDGE(y) 2.84+y #define PR(a) printf(“%d”,(int)(a) #define PRINT1(a) PR(a);putchar (n) /*宏定义可以嵌套*/ main() int x=2; PRINT1(FUDGE(5)*x); A)11 B) 12 C) 13 D) 15,8. C语

20、言的编译系统对宏命令的处理是_ 在程序运行时进行的 在程序连接时进行的 和C程序中的其它语句同时进行编译的 在对源程序中其它成份正式编译之前进行的,9. 若有宏定义如下： #define X 5 #define Y X+1 #define Z Y*X/2 则执行以下printf语句后，输出结果是_ int a;a=Y; printf(“%dn”,Z); printf(“%dn”,-a); 7 B) 12 C) 12 D) 7 6 6 5 5,10. 若有以下宏定义： #define N 2 #define Y(n) (N+1)*n) 则执行语句z=2*(N+Y(5);后的结果是_ 语句有错误

21、z=34 z=70 z无定值,11. 若有宏定义：#define MOD(x,y) x%y 则执行以下语句后的输出为_ int z,a=15,b=100; z=MOD(b,a); printf(“%dn”,z+); 11 10 6 宏定义不合法,12. #include #define MUL(x,y) (x)*y main() int a=3,b=4,c; c=MUL(a+,b+); printf(“%dn”,c); 上面程序的输出结果是_ 12 15 20 16,#define LETTER 0 main( ) char str20=“C language”,c; int i;i=0; w

22、hile(c=stri)!=0) i+; #if LETTER if (c=A,13. 程序的运行 结果是： C language c language C LANGUGE c LANGUGE,二、填空题 1 C语言提供了三种预处理语句，它们是_、_和条件编译。 下面程序中for循环的执行次数是_8_. #include #define N 2 #define M N+1 #define NUM (M+1)*M/2 void main( ) int t; for (t=1;t=NUM;t+) ; ,下面程序的输出是_ #define PR(ar) printf(“%d”,ar) main( )

23、 int j,a=1,3,5,7,9,11,13,15,*p=a+5; for (j=3;j;j-) switch(j) case 1: case 2:PR(*p+);break; case 3:PR(*(-p); ,4 分析下面的程序，给出结果 var.h文件 int M1,M2;/*通过全局变量可以在主调函数和被调用函数之间可以数据传递*/ int a55; disp.c文件的内容如下所示： #include #include var.h main( ) void solve( ); int i,j; for (i=0;i5;i+) for (j=0;j5;j+) scanf(“%d”,s

24、olve( ); printf(“M1=%d,M2=%d”,M1,M2); void solve( ) int i,j; M1=a00;M2=a00; for (i=0;iaij) M2=aij; ,课后习题,9.1 定义一个带参数的宏，使两个参数的值互换，并写出程序，输入两个数作为使用宏时的实参，输出已交换后的值。 #define M(x,y) t=x;x=y;y=t #include void main() int a,b,t; printf(请输入两个整数给a和bn); scanf(%d%d, ,9.2 输入两个整数，求它们相除的余数，用带参 的宏来实现，编程序。 #define M(x

25、,y) x%y #include void main() int a,b; printf(请输入两个整数给a和bn); scanf(%d%d, ,9.3 三角形的面积为area=sqrt(s*(s-a)* (s-b) *(s-c);其中s为周长；定义两个带参的宏，一个用来求s，另一个宏用来求area，写程序，在程序中用带实参的宏名来求面积。 #include #include #define S(x,y,z) (1.0/2*(x+y+z) #define AREA(x,y,z) sqrt(S(x,y,z)*(S(x,y,z)-x)*(S(x,y,z)-y)*(S(x,y,z)-z) void main() int a,b,c; printf(“请输入三个整数给a、b和c:n”); scanf(%d%d%d, ,9.4 给年份year定义一个宏，以判别该年份是否为闰年 #include #define S(y) (y%4=0 ,9.6 请设计输出实数的格式，包括：1) 一行输出1