C语言教学课件：第十一部分编译预处理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,北京交通大学计算机与信息技术学院,教师,:,林友芳,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一部分 编译预处理,preprocessing,一、编译预处理简介,在编译之前，对高级语言程序的源代码进行的加工，生成编译器能处理的代码的过程。,C,语言,源程序,编译,目标,模块,连接,可执行,程序,函数库,C,程序加工过程,编译之前还有一个源代码预加工的过程,有预处理命令的,C,源程序,编译,目标,模块,连接,可执行,程序,函数库,C,程序加工过程包含有编译前的预处理的功能,预处理,没有预处理命令的,C,源程序,最先做的步骤，预处理程序负责处理源程序里的所有预处理命令，生成不含预处理命令的源程序。,预处理命令,加在程序中指示,IDE,的预处理程序进行代码处理工作的指令。,预处理命令作用：简化编程工作,C,预处理命令,C,源程序中以字符,#,开始的命令即为预处理命令,常见的预处理命令有,#include,#if,#else,#elif,#endif,#ifdef,#ifndef,#define,#undef,问题：为什么叫命令？命令谁做事情？,二、,C,的文件包含,#include,7,把指定文件内容包含到当前源文件,#include,形式,1,#include,文件名,形式,2,形式,1,：,用于包含系统头文件，预处理程序到指定目录找文件（通常指定几个系统文件目录）。,Tools-Options-Directories-,C:Program FilesMicrosoft Visual StudioVC98INCLUDE,C:Program FilesMicrosoft Visual StudioVC98MFCINCLUDE,C:Program FilesMicrosoft Visual StudioVC98ATLINCLUDE,1.,文件包含命令语法,形式,2,：,用于包含自己的文件。预处理程序先在源文件所在的目录里找，找不到时再到系统指定目录中去找。,8,在文件系统中查找指定的文件,如果找到，就用找到的文件的内容取代整个文件包含命令行。,被包含文件里如果也有预处理行也会嵌套处理。,2.,预处理过程,#include,“,abc.h,”,double area(double r),return PI*r*r;,abc.cpp,在操作系统文件系统中寻找头文件,如果找到，用相应的头文件里的内容替代包含命令。,double area(double r);,int func2();,void func3();,enum YES,NO;,#define PI 3.14159,继续处理,abc.h,文件包含处理过程及示例,double area(double r);,int func2();,void func3();,enum YES,NO;,#define PI 3.14159,double area(double r),return PI*r*r;,处理后的,abc.cpp,10,stdio.h,或,math.h,为标准头文件（,.h,扩展名），它们在系统子目录里（目录名为,include,或,h,），这些文件中的内容一般包括,标准函数原型,系统使用的符号常量定义等。,预处理时，文件内容插入到预处理命令行处。相当于在源文件中写这些函数原型，使编译程序能正确完成对标准库函数调用的处理。,#include,#include,注意：,写程序时一定要包含必要的系统头文件,。,说明,三、宏定义与宏替换,#define,#undef,12,简单宏定义,，形式：,#define,宏名字 替代正文,替代正文,可以是任意正文序列，到换行为止。,如最后是,“,”,，下一行还作为宏定义的继续。,作用,：为,宏名字,定义替代，由整个,替代正文,构成,。,预处理程序记录宏名字及其替代。在源程序中遇到,宏名字,标识符时，就用,替代正文,替换，,这种操作称为宏展开或宏替换,。,1.,常见宏定义与宏替换,注意,替代正文里也允许出现宏名字，替代正文里宏名字会被展开。,程序中的,字符串,如果有与宏名相同的串，将不会做替换。,人们常用这种方式定义符号常量。,#define NUM 30,14,#define NUM 30,#define,SLD,static long double,#define NOSTOP while(1),程序中的：,SLD,x=2.4,y=9.16;,替换后变成：,static long double x=2.4,y=9.16;,后无 ；,预处理程序做正文,替换,，,替代正文,可以是任何内容。,例，可以写如下形式的定义,#define NOSTOP while(1),#include,“,abc.h,”,double area(double r),return PI*r*r;,abc.cpp,double area(double r);,int func2();,void func3();,enum YES,NO;,#define PI 3.14159,abc.h,宏定义及宏替换,double area(double r);,int func2();,void func3();,enum YES,NO;,#define PI 3.14159,double area(double r),return PI*r*r;,包含后的,abc.cpp,double area(double r);,int func2();,void func3();,enum YES,NO;,double area(double r),return,3.14159,*r*r;,宏替换后的,abc.cpp,2.,带参数宏定义,(,慎用,),#define,宏名字,(,参数列表,),替代正文,注意,宏名字与括号间不能有空格,用逗号分隔的标识符看作参数。,替换正文为任意正文序列。,例,#define MIN(A,B)(A)(B)?(A):(B),也被人称为,Pseudo-functions，,假函数，伪函数,带参宏的使用,使用形式,与函数调用类似，以类似参数的形式给出宏参数的替代片段，用逗号分隔多个数，称为,宏调用,。,例,x=MIN(y,z);,预处理器对源代码中的宏调用的宏替换（宏展开）过程分两步展开,先用各实参替代宏定义替代正文里的参数；,再将代换的结果放在宏调用位置（因此并非函数调用）,带参宏与函数调用不同,带参宏只是在程序预加工阶段对用户写的源代码进行处理，按带参宏的展开规划处理程序源代码，与函数调用完全不同。,不会在程序执行阶段产生与函数一样的调用动作。,因为只做字符串替换，宏定义和调用中不涉及类型问题。,一个宏能否使用、使用中发生什么、能否得到预期效果，完全看展开后的情况。,带参宏的效率与限制,Preprocessor functions,which are usually called macros or pseudo-functions,are considerably,more efficient,that standard C functions but also,more restrictive.,Efficient,：,不是函数调用，省去函数调用与返回所需的时间与空间开销,Restrictive不是函数调用，仅是替换，不具有函数的灵活性，只适合非常简单的小功能。不小心会带来许多注意不到问题,例，带参宏定义与展开,#define MIN(A,B)(A)(B)?(A):(B),为什么加括号？,z=MIN(,x+y,x*y,);,z=(x+y)(x*y)?(x+y):(x*y);,宏替换,预处理前的源代码,预处理后的程序代码,看上去像是函数调用，是吗？,根本不是函数调用,使用括号避免出错,替代正文各参数和整段应括起，避免出错。例如,#define SQUARE(x)x*x,在特定环境下可能出问题，,例如,z=SQUARE(a+b);,展开后变成,z=a+b*a+b,；,明显错了,慎重使用宏展开,注意，宏展开可能会引起多次计算带来意外的很难发现的错误，要慎重使用,#define MIN(A,B)(A)(B)?(A):(B),z=(n+)=a,#else,if(c=A,#endif,printf(“%c”,c);,return;,五、各类常量定义回顾与总结,1.,定义常量的三种方式,定义,“,常量,”,有三种方式,用,enum,定义枚举常量,用,const,定义常值变量,用预处理命令,“,定义常量,”,宏定义对应的宏替换只是简单正文替换，无语法和语义限制。,原则是,能用其他方式的地方绝不应该用宏。,2.,几种,“,常量,”,比较,枚举常量,值为,int,，只能用于定义,int,常量。这种常量可用在需要,“,常量表达式,”,的地方，如作为,case,标号，初始化其他枚举常量和外部变量等,const,型变量,变量，但不能赋值。,const,可为任何类型的。,const,不能用于常量表达式。如不能用作,case,标号，不能用于初始化外部变量或枚举常量。还有其他的要求,“,常量表达式,”,的情况，后面介绍。,宏定义,“,常量,”,仅做字符替换，属字面量,#define len 20,#define PI 3.14159265,建议尽可能用枚举常量和,const,。,3.,说明,枚举是,int,值，如果需要整数类型的常量，应该用枚举定义,需要其他类型的,“,常量,”,可考虑,const,const double PI=3.14159265;,const double E=2.71828;,只有在这两种方式都不合适，而用宏定义又能带来特别的方便时，才应考虑用这种方式。,本部分总结,编译预处理过程,文件包含,宏和条件编译的概念与使用方法,本部分结束,