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C语言的那些小秘密(1)

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楼主
中国无芯|  楼主 | 2011-11-12 16:24 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
预处理是C语言的一个重要知识点,它能改善程序设计的环境,有助于编写易移植、易调试的程序。因此,我们有必要掌握好预处理命令,在自己编程的时候灵活的使用它,使得编写的程序结构优良,更加易于调试和阅读。接下来我尽可能的把预处理中重要知识点向读者讲解清楚,使读者能够在自己以后编程的过程中熟练的使用预处理命令。
  C语言的预处理主要有三个方面:
  1、文件的包含
  2、宏定义
  3、条件编译
  一、文件包含的形式有下面两种
  1、#include “文件名”
  2、#include <文件名>
  它们之间的区别在于:<文件名>系统到头文件目录查找文件, “文件名”则先在当前目录查找,如果没有才到头文件目录查找;当然我们也可以使用在命令行来指定头文件路径方法。还要注意就是如果在源文件包含的头文件之间出现调用的情况,那么被调用的头文件要出现在调用头文件的前面。
  二、宏定义
  宏定义的使用有两种形式,一种不带参数,而另外一种带参数。
  1、不带参数
  格式: #define 标识符 字符串
  相信上面这个格式大家并不陌生,下面还是来看看如何使用吧。当然在讲解之前我们的看看使用过程中的如下几个注意要点:
  (1)预处理不做语法检查,所以我们选用的时候要尤其小心
  (2)宏定义写在函数的花括号外边,作用域为其后的程序,通常在文件开头部分,直到用#undef命令终止宏定义的作用域
  (3)不要在字符串中使用宏,如果宏名出现在字符串中那么将按照字符串进行处理
  下面来看段代码的使用。
  view plain#include < P>   #define N 9
  int main ()
  {
  int i,a[N];
  for(i=0;i<N;I++)   {
  a[i]=i;
  printf(“%d\t”,a[i]);
  if((i+1)%3==0)
  printf(“\n”);
  }
  //#undef N
  printf(“%d\n”,N);
  }
  运行结果为:
  view plain0 1 2
  3 4 5
  6 7 8
  9
  Press any key to continue
  我们在此主要是介绍下宏的作用域问题,当在以上代码中注释掉#undef N时,接下来的打印语句能够正常的打印出;但是当我们没有注释掉#undef N的时候就会出现error C2065: ‘N’ : undeclared identifier错误,提示N没有定义。接下来看看带参数的宏的使用。
  2、带参数
  #define 宏名(参数表) 字符串
  注意要点:
  (1)宏名和参数的括号间不能有空格
  (2)宏替换只作替换,不做计算,不做表达式求解,这点要尤其注意
  (3)函数调用在编译后程序运行时进行,并且分配内存。宏替换在编译前进行,不分配内存
  (4)宏的哑实结合(所谓的哑实结合类似于函数调用过程中实参替代形参的过程)不存在类型,也没有类型转换。
  (5)宏展开使源程序变长,函数调用不会
  下面来看看linux下一个典型的应用:
  #define min(x,y) ({ typeof(x) _x = (x); typeof(y) _y = (y); (void) (&_x == &_y); _x < _y ? _x : _y; })
  #define max(x,y) ({ typeof(x) _x = (x); typeof(y) _y = (y); (void) (&_x == &_y); _x > _y ? _x : _y; })
  在上面的两个宏中我们发现有这么一句代码(void) (&_x == &_y);可能不少读者有点发懵的感觉,这啥意思呢?!其实我们细细分析就知道,首先看看“==”,这是一个逻辑表达式,它要求两边的比较类型必须一致,如果我们的&x和&y类型不一致,如一个为char*,另一个为int*,不是同一个类型,当我们使用gcc编译的时候就会出现警告信息,vc6则会报错error C2446: ‘==’ : no conversion from ‘char *’ to ‘int *’。这句代码(void) (&_x == &_y); 在此的功能就相当于执行一个简单的判断操作,我们用来判断x和y的类型是否一致。别小看了这句代码,如果学会了使用它会给你的代码带来不少的便捷。下面给出一个小小的事例:
  view plain#include< P>   void print()
  {
  printf(“hello world!!!\n”);
  return ;
  }
  void main(int argc,char*argv)
  {
  print();
  return ;
  }
  运行结果为:
  
  view plainhello world!!!
  Press any key to continue
  现在我们来修改下代码后看看运行结果:
  view plain#include< P>   void print()
  {
  printf(“hello world!!!\n”);
  return ;
  }
  void main(int argc,char*argv)
  {
  #define print() ((void)(3))
  print();
  return ;
  }
  运行结果为:
  view plainPress any key to continue
  这儿的结果没有了我们之前的那句hello world!!!,可以看出这个时候函数并没有被调用,这是因为我们使用了#define print() ((void)(3)),使得之后调用函数print()转换为了一个空操作,所以这个函数在接下来的代码中都不会被调用了,就像被“冲刷掉”了一样。看到这儿你是不是想起我们之前的那篇了呢,我们同样可以使用这种方法来实现断言的关闭,方法与之类似,在此就不再讲解了,有兴趣的读者可以自己试试。讲到这儿似乎应该结束了,但是细心的读者会有另外一个疑惑?在#DEFINE _y="(y);" 呢?如果我们使用typeof(x)="=typeof(y)就好比使用了char==int一样,这是不允许的。我们使用一个typeof(y)" y; : x ? y < &y); (&x="=" })中,我们为什么要使用像typeof(y) _y; _x="(x);" &_y); (&_x="=" (void) typeof(y) typeof(x) ({ min(x,y)>   #define print(。..) printf(__VA_ARGS__)
  看看上面的宏,其中“。..”指可变参数。实现的可变参数的实现方式就是使用“。..”所代表的内容替代__VA_ARGS__,看看下面的代码就知道了。
  view plain#include< P>   #define print(。..) printf(__VA_ARGS__)
  int main(int argc,char*argv)
  {
  print(“hello world----%d\n”,1111);
  return 0;
  }
  运行结果为:
  view plainroot@ubuntu:/home/shiyan# 。/arg
  hello world----1111
  接着往下看。
  #define printf (tem, 。..) fprintf (stdout, tem, ## __VA_ARGS__)
  如有对fprintf不熟悉的读者可以自己查查函数手册,在此不再讲解。
  view plain#include< P>   #define print(temp, 。..) fprintf(stdout, temp, ##__VA_ARGS__)
  int main(int argc,char*argv)
  {
  print(“hello world----%d\n”,1111);
  return 0;
  }
  运行结果为:
  view plainroot@ubuntu:/home/shiyan# 。/arg
  hello world----1111
  temp在此的作用为设定输出字符串的格式,后边“。..”为可变参数。现在问题来了,我们在宏定义中为什么要使用“##”呢?如果我们没有使用##会怎么样呢?看看下面的代码:
  view plain#include< P>   #define print(temp, 。..) fprintf(stdout, temp, __VA_ARGS__)
  int main(int argc,char*argv)
  {
  print(“hello world\n”);
  return 0;
  }
  编译时发生了如下错误:
  view plainroot@ubuntu:/home/shiyan# gcc arg.c -o arg
  arg.c: In function ‘main’:
  arg.c:7:2: error: expected expression before ‘)’ token
  为什么会出现上面的错误呢,现在我们来分析下,我们进行下宏替换,print(“hello world\n”)就变为了fprintf(stdout, “hello world\n”,)这样我们就发现了后面出现了一个逗号,所以导致了错误,如果有“##”就不会出现这样的错误了,这是因为如果可变参数被忽略或为空的时候,“##”操作将使预处理器去除掉它前面的那个逗号。如果存在可变参数时候,它也能正常工作。讲了“##”,我们当然也要讲讲“#”。先来看看下面一段代码:
  view plain#include< P>   #define return_exam(p) if(!(p)) \
  {printf(“error: ”#p“ file_name:%s\tfunction_name:%s\tline:%d 。\n”,\
  __FILE__, __func__, __LINE__); return 0;}
  int print()
  {
  return_exam(0);
  }
  int main(int argc,char*argv)
  {
  print();
  printf(“hello world!!!\n”);
  return 0;
  }
  运行结果为:
  view plainroot@ubuntu:/home/shiyan# 。/arg
  error: 0 file_name:arg.c function_name:print line:9 。
  hello world!!!
  我们发现在运行结果中打印出了出错的文件名、函数名、以及行号。采用宏定义来检测函数的返回值是否正确,仅仅是为了体现出我们要讲解的宏,所以代码做了最大的简化工作,读者在自己编写代码时候要学会这样的检测方式。“#”的作用就是将其后面的宏参数进行字符串化操作,就是在宏变量进行替换之后在其左右各加上一个上双引号,这就使得“#p”变味了“”p“”我们发现这样的话刚好两边的““””就消失了。下面来看看最后一个知识点条件编译。
沙发
CPU单线程| | 2011-11-12 16:36 | 只看该作者
公开的秘密1

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板凳
gexingyouxian| | 2011-11-12 20:10 | 只看该作者
很有帮助,就是图显示不出来啊

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