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常见的预处理命令有哪两种?
很多小伙伴在自己写代码的时候,已经多次使用过include命令。使用库函数之前,应该用include引入对应的头文件。其实这种以#号开头的命令称为预处理命令。
C语言源文件要经过编译、链接才能生成可执行程序:
1) 编译(Compile)会将源文件(.c文件)转换为目标文件。对于 VC/VS,目标文件后缀为.obj;对于GCC,目标文件后缀为.o。
编译是针对单个源文件的,一次编译操作只能编译一个源文件,如果程序中有多个源文件,就需要多次编译操作。
2) 链接(Link)是针对多个文件的,它会将编译生成的多个目标文件以及系统中的库、组件等合并成一个可执行程序。
关于编译和链接的过程、目标文件和可执行文件的结构、.h 文件和 .c 文件的区别,我们将在后期专题中讲解。
在实际开发中,有时候在编译之前还需要对源文件进行简单的处理。例如,我们希望自己的程序在 Windows 和 Linux 下都能够运行,那么就要在 Windows 下使用 VS 编译一遍,然后在 Linux 下使用 GCC 编译一遍。但是现在有个问题,程序中要实现的某个功能在 VS 和 GCC 下使用的函数不同(假设 VS 下使用 a(),GCC 下使用 b()),VS 下的函数在 GCC 下不能编译通过,GCC 下的函数在 VS 下也不能编译通过,怎么办呢?
这就需要在编译之前先对源文件进行处理:如果检测到是 VS,就保留 a() 删除 b();如果检测到是 GCC,就保留 b() 删除 a()。
这些在编译之前对源文件进行简单加工的过程,就称为预处理(即预先处理、提前处理)。
预处理主要是处理以开头的命令,例如include stdio.h等。预处理命令要放在所有函数之外,而且一般都放在源文件的前面。
预处理是C语言的一个重要功能,由预处理程序完成。当对一个源文件进行编译时,系统将自动调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。
编译器会将预处理的结果保存到和源文件同名的.i文件中,例如 main.c 的预处理结果在 main.i 中。和.c一样,.i也是文本文件,可以用编辑器打开直接查看内容。
C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,合理地使用它们会使编写的程序便于阅读、修改、移植和调试,也有利于模块化程
关于C语言预处理命令
C程序的源代码中可包括各种编译指令,这些指令称为预处理命令。虽然它们实际上不是C语言的一部分,但却扩展了C程序设计的环境。本节将介绍如何应用预处理程序和注释简化程序开发过程,并提高程序的可读性。ANSI标准定义的C语言预处理程序包括下列命令:
#define,#error,#include,#if,#else,#elif,#endif,#ifdef,#ifndef,#undef,#line,#pragma等。非常明显,所有预处理命令均以符号#开头,下面分别加以介绍。
一 #define
命令#define定义了一个标识符及一个串。在源程序中每次遇到该标识符时,均以定义的串代换它。ANSI标准将标识符定义为宏名,将替换过程称为宏替换。命令的一般形式为:
#define identifier string
注意:
1该语句没有分号。在标识符和串之间可以有任意个空格,串一旦开始,仅由一新行结束。
2宏名定义后,即可成为其它宏名定义中的一部分。
3 宏替换仅仅是以文本串代替宏标识符,前提是宏标识符必须独立的识别出来,否则不进行替换。例如:
#define XYZ this is a tes
使用宏printf("XYZ");//该段不打印"this is a test"而打印"XYZ"。因为预编译器识别出的是"XYZ"
4如果串长于一行,可以在该行末尾用一反斜杠' \'续行。
#defineLONG_STRING"this is a very long\
string that is used as an example"
5 C语言程序普遍使用大写字母定义标识符。
6 用宏代换代替实在的函数的一大好处是宏替换增加了代码的速度,因为不存在函数调用的开销。但增加速度也有代价:由于重复编码而增加了程序长度。
二 #error
命令#error强迫编译程序停止编译,主要用于程序调试。
#error指令使预处理器发出一条错误消息,该消息包含指令中的文本.这条指令的目的就是在程序崩溃之前能够给出一定的信息。
三 #include
命令#i nclude使编译程序将另一源文件嵌入带有#include的源文件,被读入的源文件必须用双引号或尖括号括起来。例如:
#include"stdio.h"或者#includestdio.h
这两行代码均使用C编译程序读入并编译用于处理磁盘文件库的子程序。
将文件嵌入#i nclude命令中的文件内是可行的,这种方式称为嵌套的嵌入文件,嵌套层次依赖于具体实现。
如果显式路径名为文件标识符的一部分,则仅在那些子目录中搜索被嵌入文件。否则,如果文件名用双引号括起来,则首先检索当前工作目录。如果未发现文件,则在命令行中说明的所有目录中搜索。如果仍未发现文件,则搜索实现时定义的标准目录。
如果没有显式路径名且文件名被尖括号括起来,则首先在编译命令行中的目录内检索。如果文件没找到,则检索标准目录,不检索当前工作目录。
四 条件编译命令
有几个命令可对程序源代码的各部分有选择地进行编译,该过程称为条件编译。商业软件公司广泛应用条件编译来提供和维护某一程序的许多顾客版本。
#if、#else,#elif及#endif
#if的一般含义是如果#if后面的常量表达式为true,则编译它与#endif之间的代码,否则跳过这些代码。命令#endif标识一个#if块的结束。
#if constant-expression
statement sequence
#endif
Eg:
#define MAX 91
#include iostream
using namespace std;
int main()
{
#if MAX 99
cout"MAX is bigger than 99"endl;
#elif MAX 90
cout"MAX is bigger than 90"endl;
#else
cout"MAX is smaller than 90"endl;
#endif
return 0;
}
跟在#if后面的表达式在编译时求值,因此它必须仅含常量及已定义过的标识符,不可使用变量。表达式不许含有操作符sizeof(sizeof也是编译时求值)。
#else命令的功能有点象C语言中的else;#else建立另一选择(在#if失败的情况下)。注意,#else属于#if块。
#elif命令意义与ELSE IF 相同,它形成一个if else-if阶梯状语句,可进行多种编译选择。#elif 后跟一个常量表达式。如果表达式为true,则编译其后的代码块,不对其它#elif表达式进行测试。否则,顺序测试下一块。
#if expression
statement sequence
#elif expression1
statement sequence
#endif
在嵌套的条件编译中#endif、#else或#elif与最近#if或#elif匹配。
# ifdef 和# ifndef
条件编译的另一种方法是用#ifdef与#ifndef命令,它们分别表示"如果有定义"及"如果无定义"。# ifdef的一般形式是:
# ifdef macroname
statement sequence
#endif
#ifdef与#ifndef可以用于#if、#else,#elif语句中,但必须与一个#endif。
#define MAX 91
#include iostream
using namespace std;
int main()
{
#ifdef MAX
cout"hello,MAX!"endl;
#else
cout"where is MAX?"endl;
#endif
#ifndef LEO
cout"LEO is not defined"endl;
#endif
return 0;
}
命令#undef 取消其后那个前面已定义过有宏名定义。一般形式为:
#undef macroname
命令#line改变__LINE__与__FILE__的内容,它们是在编译程序中预先定义的标识符。命令的基本形式如下:
#line number["filename"]
其中的数字为任何正整数,可选的文件名为任意有效文件标识符。行号为源程序中当前行号,文件名为源文件的名字。命令#line主要用于调试及其它特殊应用。注意:在#line后面的数字标识从下一行开始的数字标识。
#line 100 "jia"
cout"#line change line and filename!"endl; //line 100
cout__LINE__endl; //101
cout__FILE__endl; //jia
五 #pragma
命令#pragma 为实现时定义的命令,它允许向编译程序传送各种指令。
#pragma的作用是设定编译器的状态或者是指示编译器完成一些特定的动作。#pragma指令对每个编译器给出了一个方法,在保持与C和C++语言完全兼容的情况下,给出主机或操作系统专有的特征。依据定义,编译指示是机器或操作系统专有的,且对于每个编译器都是不同的。
其格式一般为: #Pragma Para
1 message 参数。
Message 参数能够在编译信息输出窗口中输出相应的信息,这对于源代码信息的控制是非常重要的。其使用方法为:
#pragma message(“消息文本”)
当编译器遇到这条指令时就在编译输出窗口中将消息文本打印出来。
当在程序中定义了许多宏来控制源代码版本的时候,自己有可能都会忘记有没有正确的设置这些宏,此时可以用这条指令在编译的时候就进行检查。假设希望判断自己有没有在源代码的什么地方定义了_X86这个宏可以用下面的方法
#ifdef _X86
#pragma message(“_X86 macro activated!”)
#endif
当定义了_X86这个宏以后,应用程序在编译时就会在编译输出窗口里显示“_
X86 macro activated!”。就不会因为不记得自己定义的一些特定的宏而抓耳挠腮了。
2 code_seg 参数。
格式如:
#pragma code_seg( ["section-name"[,"section-class"] ] )
它能够设置程序中函数代码存放的代码段,当开发驱动程序的时候就会使用到它。
3 #pragma once (比较常用)
只要在头文件的最开始加入这条指令就能够保证头文件被编译一次。这条指令实际上在VC6中就已经有了,但是考虑到兼容性并没有太多的使用它。
4 #pragma hdrstop
表示预编译头文件到此为止,后面的头文件不进行预编译。BCB可以预编译头文件以加快链接的速度,但如果所有头文件都进行预编译又可能占太多磁盘空间,所以使用这个选项排除一些头文件。
有时单元之间有依赖关系,比如单元A依赖单元B,所以单元B要先于单元A编译。你可以用#pragma startup指定编译优先级,如果使用了#pragma package(smart_init) ,BCB就会根据优先级的大小先后编译。
5 #pragma resource "*.dfm"
表示把*.dfm文件中的资源加入工程。*.dfm中包括窗体外观的定义。
6 #pragma warning( disable : 4507 34; once : 4385; error : 164 )
等价于:
#pragma warning(disable:4507 34) /* 不显示4507和34号警告信息。如果编译时总是出现4507号警告和34号警告, 而认为肯定不会有错误,可以使用这条指令。*/
#pragma warning(once:4385) // 4385号警告信息仅报告一次
#pragma warning(error:164) // 把164号警告信息作为一个错误。
同时这个pragma warning 也支持如下格式:
#pragma warning( push [ ,n ] )
#pragma warning( pop )
这里n代表一个警告等级(1---4)。
#pragma warning( push )保存所有警告信息的现有的警告状态。
#pragma warning( push, n)保存所有警告信息的现有的警告状态,并且把全局警告等级设定为n。
#pragma warning( pop )向栈中弹出最后一个警告信息,在入栈和出栈之间所作的一切改动取消。例如:
#pragma warning( push )
#pragma warning( disable : 4705 )
#pragma warning( disable : 4706 )
#pragma warning( disable : 4707 )
//.......
#pragma warning( pop )
在这段代码的最后,重新保存所有的警告信息(包括4705,4706和4707)。
7 pragma comment(...)
该指令将一个注释记录放入一个对象文件或可执行文件中。
常用的lib关键字,可以帮连入一个库文件。
8 progma pack(n)
指定结构体对齐方式。#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。
n 字节对齐就是说变量存放的起始地址的偏移量有两种情况:
第一、如果n大于等于该变量所占用的字节数,那么偏移量必须满足默认的对齐方式,
第二、如果n小于该变量的类型所占用的字节数,那么偏移量为n的倍数,不用满足默认的对齐方式。
结构的总大小也有个约束条件,分下面两种情况:如果n大于所有成员变量类型所占用的字节数,那么结构的总大小必须为占用空间最大的变量占用的空间数的倍数; 否则必须为n的倍数。
下面举例说明其用法。
#pragma pack(push) //保存对齐状态
#pragma pack(4)//设定为4字节对齐
struct test
{
char m1;
double m4;
int m3;
};
#pragma pack(pop)//恢复对齐状态
为测试该功能,可以使用sizeof()测试结构体的长度!
c语言中预处理命令都有哪些?
我们可以在C源程序中插入传给编译程序的各中指令,这些指令被称为预处理器指令,它们扩充了程序设计的环境。现把常用的预处理命令总结如下:
1. 预处理程序
按照ANSI标准的定义,预处理程序应该处理以下指令:
#if #ifdef #ifndef #else #elif
#endif
#define
#undef
#line
#error
#pragma
#include
显然,上述所有的12个预处理指令都以符号#开始,,每条预处理指令必须独占一行。
2. #define
#define指令定义一个标识符和一个串(也就是字符集),在源程序中发现该标识符时,都用该串替换之。这种标识符称为宏名字,相应的替换称为宏代换。一般形式如下:
#define macro-name char-sequence
这种语句不用分号结尾。宏名字和串之间可以有多个空白符,但串开始后只能以新行终止。
例如:我们使用LEFT代表1,用RIGHT代表0,我们使用两个#define指令:
#define LEFT 1
#define RIGHT 0
每当在源程序中遇到LEFT或RIGHT时,编译程序都用1或0替换。
定义一个宏名字之后,可以在其他宏定义中使用,例如:
#define ONE 1
#define TWO ONE+ONE
#define THREE ONE+TWO
宏代换就是用相关的串替代标识符。因此,如果希望定义一条标准错误信息时,可以如下定义:
#define ERROR_MS “Standard error on input \n”
如果一个串长于一行,可在行尾用反斜线”\”续行,如下:
#define LONG_STRING “This is a very very long \
String that is used as an example”
3. #error
#error指令强制编译程序停止编译,它主要用于程序调试。#error指令的一般形式是:
#error error-message
注意,宏串error-message不用双引号包围。遇到#error指令时,错误信息被显示,可能同时还显示编译程序作者预先定义的其他内容。
4. #include
程序中的#include指令要求编译程序读入另一个源文件。被读入文件的名字必须用双引号(“”)或一对尖括号()包围,例如:
#include “stdio.h”
#include stdio.h
都使C编译程序读入并编译头文件以用于I/O系统库函数。
包含文件中可以包含其他#include指令,称为嵌套包含。允许的最大嵌套深度随编译器而变。
文件名被双括号或尖括号包围决定了对指定文件的搜索方式。文件名被尖括号包围时,搜索按编译程序作者的定义进行,一般用于搜索某些专门放置包含文件的特殊目录。当文件名被双括号包围时,搜索按编译程序实时的规定进行,一般搜索当前目录。如未发现,再按尖括号包围时的办法重新搜索一次。
通常,绝大多数程序员使用尖括号包围标准的头文件,双引号用于包围与当前程序相关的文件名。
5. 条件编译指令
若干编译指令允许程序员有选择的编译程序源代码的不同部分,这种过程称为条件编译。
5.1#if、#else、#elif #endif
条件编译指令中最常用的或许是#if,#else,#elif和#endif。这些指令允许程序员根据常数表达式的结果有条件的包围部分代码。
#if的一般形式是:
#if constant-expression
Statement sequence
#endif
如#if后的常数表达式为真,则#if和#endif中间的代码被编译,否则忽略该代码段。#endif标记#if块的结束。
#else指令的作用与C语言的else相似,#if指令失败时它可以作为备选指令。例如:
#include stdio.h
#define MAX 100
Int main(void)
{
#if MAX99
printf(“Compiled for array greater than 99.\n”);
#else
printf(“Complied for small array.\n”);
#endif
return 0;
}
注意,#else既是标记#if块的结束,也标记#else块的开始。因为每个#if只能写一个#endif匹配。
#elif指令的意思是“否则,如果”,为多重编译选择建立一条if-else-if(如果-否则-如果链)。如果#if表达式为真,该代码块被编译,不测试其他#elif表达式。否则,序列中的下一块被测试,如果成功则编译之。一般形式如下:
#if expression
Statement sequence
#elif expression1
Statement sequence
#elif expression2
Statement sequence
.
.
.
#elif expression
Statement sequence
#endif
5.2#ifdef和#ifndef
条件编译的另一个方法是使用编译指令#ifdef和#ifndef,分别表示“如果已定义”和“如果未定义”。#ifdef的一般形式如下:
#ifdef macro-name
Statement sequence
#endif
如果macro-name原先已经被一个#define语句定义,则编译其中的代码块。
#ifndef的一般形式是:
#ifndef macro-name
Statement sequence
#endif
如果macro-name当前未被#define语句定义,则编译其中的代码块。
我认为,用这种,可以很方便的开启/关闭整个程序的某项特定功能。
#ifdef和#ifndef都可以使用#else或#elif语句。
#inlucde stdio.h
#define T 10
Int main(void)
{
#ifdef t
Printf(“Hi T\n”);
#else
Printf(“Hi anyone\n”);
#endif
#ifndef M
Printf(“M Not Defined\n”);
#endif
Return 0;
}
6. #undef
#undef指令删除前面定义的宏名字。也就是说,它“不定义”宏。一般形式为:
#undef macro-name
7. 使用defined
除#ifdef之外,还有另外一种确定是否定义宏名字的方法,即可以将#if指令与defined编译时操作符一起使用。defined操作符的一般形式如下:
defined macro-name
如果macro-name是当前定义的,则表达式为真,否则为假。
例如,确定宏MY是否定义,可以使用下列两种预处理命令之一:
#if defined MY
或
#ifdef MY
也可以在defined之前加上感叹号”!”来反转相应的条件。例如,只有在DEBUG未定义的情况下才编译。
#if !defined DEBUG
Printf(“Final Version!\n”);
#endif
使用defined的一个原因是,它允许由#elif语句确定的宏名字存在。
8. #line
#line指令改变__LINE__和__FILE__的内容。__LINE__和__FILE__都是编译程序中预定义的标识符。标识符__LINE__的内容是当前被编译代码行的行号,__FILE__的内容是当前被编译源文件的文件名。#line的一般形式是:
#line number “filename”
其中,number是正整数并变成__LINE__的新值;可选的“filename”是合法文件标识符并变成__FILE__的新值。#line主要用于调试和特殊应用。
9. #pragma
#pragma是编译程序实现时定义的指令,它允许由此向编译程序传入各种指令。例如,一个编译程序可能具有支持跟踪程序执行的选项,此时可以用#pragma语句选择该功能。编译程序忽略其不支持的#pragma选项。#pragma提高C源程序对编译程序的可移植性。
10. 预处理操作符#和##
有两个预处理操作符:#和##,它们可以在#define中使用。
操作符#通常称为字符串化的操作符,它把其后的串变成用双引号包围的串。例如:
#include stdio.h
#define mkstr(s) #s
int main(void)
{
Printf(mkstr(I like C));
Return 0;
}
预处理程序把以下的语句:
Printf(mkstr(I like C));
变成
Printf(“I like C”);
操作符##把两个标记拼在一起,形成一个新标记。例如:
#include stdio.h
#define concat(a,a) a##b
int main(void)
{
Int xy = 10;
Printf(“%d”,concat(x,y));
Return 0;
}
预处理程序把以下语句:
Printf(“%d”,concat(x,y));
变成
Printf(“%d”,xy);
操作符#和##主要作用是允许预处理程序对付某些特殊情况,多数程序中并不需要。
11. 预定义宏
C规范了5个固有的预定义宏,它们是:
__LINE__
__FILE__
__DATE__
__TIME__
__STDC__
__LINE__和__FILE__包含正在编译的程序的行号和文件名。
__DATE__和内容形如month/day/year(月/日/年)的串,代表源文件翻译成目标码的日期。
__TIME__中的串代表源代码编译成目标码的时间,形如hour:minute:second(时:分:秒)
如果__STDC__的内容是十进制常数1,则表示编译程序的实现符合标准C。