C语言基础 第12章

程序如下： #include "stdio.h" #define PRIME for(i=2; i<n; i++)\ if(n%i==0) prime=0; /* 宏定义 */ main() { int n, i, prime, num, k=0;
printf("Enter a number:"); scanf("%d", &num); for(n=2; n<num; n++) { prime=1; PRIME; /* 宏替换 */ if(prime) {
return;
}
在以上两个例子中, 宏的形参都用圆 括号括起来了。这不是绝对必要的。例如， 例12.1.5中宏定义也可以写成下面的形式：
#define PI 3.14159 #define S(r) PI*r*r #define L(r) 2*S(r)/r
但是，对于实参为表达式的情况，上 面参数不带括号宏定义，可能会给出错误 的计算结果。 设有 r=3.0. a=1.0. b=2.0 根据上面的宏定义，则有： S(r)=s(3)=28.27431, L(r)=l(3)18.84954 而参数为表达式时， S(a+b)=S(3)=7.14159, L(a+b)=12.28318
使用包含文件的结果，本例的源程序 由四个文件组成：三个头文件和一个主程 序文件。经过编译预处理后，三个头文件 被“包含”到主程序文件中，成为程序的 组成部分。图12.1给出本例包含文件处理 的情形。
不带参数的宏定义的一般形式为： #define 宏名 字符序列 宏定义的作用是，在对源程序编译之前， 将程序中出现的所有的宏名用对应的字符序 列来代替。这种替换称宏替换或宏引用。
不带参数宏替换，通常的用途是，用宏 名定义程序中的常量，如： #define FALSE 0 #define WORDS "Turbo C++"
第12章
C语言的预处理器
12.1 宏定义和宏替换 12.2 文件包含 12.3 条件编译
编译预处理命令不是C语言的语句， 它的作用只是告诉（命令）编译系统，在 编译源程序之前对源程序进行某种预加工， 而后再进行编译。所有的编译预处理命令 都是以符号“#”开头，末尾不加分号。预 处理命令可以用在程序的任何地方。 本章主要介绍以下的Ｃ语言的编译预 处理命令：
通常把宏定义写在文件的开始部分，函 数的外面，或写在包含文件（#include）中。
例12.1.1 宏定义与宏替换应用。 程序定义了一个宏名：SIZE，用来定义 数组str的容量。程序中还使用了系统定义的 一个宏名NULL（空字符），用于检查字符 型数组中字符串的结束符。程序的功能是， 将用户输入的字符串存入数组str，然后，变 成大写字母将其输出。 程序如下：
printf("%4d", n); if(!(++k%5)) printf("\n"); } } printf("\n"); return 0; } 宏定义可以嵌套进行。也就是说，在定 义宏时，可以引用已有定义的宏名，实现层 层替换。例如：
#define PI 3.14159 #define S PI*r*r #define L 2*S/r 其中定义S时，使用了已定义的PI；定义L 时，使用了已定义的S。 例12.1.3 应用上面嵌套结构的宏定义， 计算圆的面积和周长。
下面是一个带参数的宏定义的例子： #define MAX(a,b) ((a)>(b))?(a):(b) 例12.1.5 利用上面的带参数的宏定义， 编写求两个数中的较大者的程序。 程序如下：
#include "stdio.h" #define MAX(a,b) /* 宏定义 */ main() { int a, b, max;
#include"stdio.h" #define PRN printf #define D "%d\n" #define F "%f\n" #define S "%s\n" main() {
/* 定义宏 */
int i=10; float f=20.0; char ch[]="string.";
但它们的工作的机理是完全不同的，在 概念更上不要混淆。它们之间的不同，体现 在以下四个方面。
（ 1 ）函数调用时，要计算实参并向形参 传送。而宏中的参数，只是进行简单的替 换。既没有向形参拷贝数据，也没有传送 参数地址。
（2）函数中的实参和形参有确定数据类 型，并且两者是一一对应的。宏名没有 数据类型。它只是个符号。其参数也只 是个符号而已。引用时，代入指定的字 符。宏定义的字符串可以是任何数据类 型。 （3）宏是在编译时进行替换的，不分配 内存空间。而函数调用是在程序运行时 处理的，并分配相应的临时的内存空间。
显然结果是错的。后者因为实参没有括 号，所以计算过程是： S(a+b)=3.14159×1+2×1+2=3.14159+2+2=7.1 4159 如果在宏定义里给参数r加上括号，则计 算过程是： S(a+b)=3.14159×(1+2)×(1+2)=3.14159×3× 3=28.27431 结果是正确的。
程序输出举例（带下划线的数据是用 户输入的）： Enter r: 1 r=1.000000 S=3.141590 L=6.283180
需要注意的是，这个程序的语句 printf("r=%f\tS=%f\tL=%f\n",r,S,L);
中，两次出现S和L：在格式字符串中出现 了S和L，在输出项列表中也出现了S和L。 C语言规定，宏名出现在字符串中时，将 不看作是宏名，因而也不做宏替换。所以 才有如上所示的输出。 例12.1.4 将宏用于输出语句中的例子。
PRN(D,i); PRN(F,f); PRN(S,ch);
return;
}
程序的运行结果为：
10 20.000000 string.
12.1.2 带参数的宏定义和引用
带参数的宏定义的一般形式为： #define 宏名(形参表) 字符序列 程序中引用宏名时，写入实参，就像函数调 用那样。 定义了宏名后，编译系统在开始编译源程序 前，把程序中引用的宏替换成相应的一串符号， 然后进行编译。在替换过程中用实参代替形参。
为了避免出现上述可能出现的错误， 在定义带参数的宏时，最好给参数加上圆 括号。
12.1.3 取消宏定义
#undef命令用于取消先前已定义的宏 名。其一般形式为：
#undef 宏名
12.2
文 件 包 含
所谓文件包含，是指一个源文件将另一 个源文件包含到自己的文件之中。 文件包含命令有如下两种形式： #include <文件名> #include "文件名" 包含命令的功能是，在编译预处理时，用命 令指定的文件名的文本内容来替代该命令， 使包含文件的内容成为本程序的一部分。
#include "stdio.h" #define SIZE 80 main() { int i; char str[SIZE];
/* 宏定义SIZE */
/* 宏SIZE的引用 */
printf("Enter a string: "); gets(str);
for(i=0; str[i]!=NULL; i++) /* 宏NULL的引用 */ printf("%c", toupper(str[i])); printf("\n"); return; }
max = MAX(a,b); printf("The manximum num = %d", max);
写成如下的一个语句： printf("The manximum num = %d", MAX(a,b)); 其效果是一样的。 我们看到，这种宏替换很象调用函数。 例如：
max=MAX(a,b); MAX(a,b);
如果文件名用了双引号，则首先查找 当前目录，若找不到该文件，则查找命令 行定义的其他目录。如果仍找不到该文件， 则查找系统定义的标准目录。 如果文件名使用了尖括号，则编译器 首先查找命令行指定的目录；如果找不到 该文件，则查找标准目录，不查找当前工 作目录。
例12.2.1 给定半径，计算圆的周长和圆 面积。 为了展示利用文件包含命令处理多文件 程序的设计方法，我们设计三个如下的包含 文件，或称头文件： 头文件1名为myin1.h。文件内容包含如 下两条： #include<stdio.h> #define PI 3.14159 /* 宏定义 PI */
程序如下： #include"stdio.h" #define PI 3.14159 #define S PI*r*r #define L 2*S/r main() {
float r; printf("Enter r:"); scanf("%f",&r); printf("r=%f\tS=%f\tL=%f\n",r,S,L); return; }
#include"myin2.h" main() { float x=3.0; printf("L=%f\n",lr(x)); printf("S=%f\n",sr(x)); }
这里在文件myin3.h和文件myin2.h中 定义的两个函数是嵌套的。即函数lr()的定 义中引用着函数sr()。函数sr()定义中还引 用着头文件myin1.h中的宏定义PI。因此， 在主函数文件中，三个包含命令的文件书 写顺序，必须是先myin1.h，然后myin3.h， 最后是myin2.h。