第9章-预处理-教学PPT-181126.pptx

第第9章章 预处理理 条件编译 断言 宏定义 文件包含 9.1 宏定义宏定义是最常用的预处理功能之一，它用于将一个标识符定义为一个字符串。这样，在源程序被编译器处理之前，预处理器会将标识符替换成所定义的字符串。根据是否带参数，可以将宏定义分为不带参数宏定义和带参数的宏定义。9.1.1不带参数的宏定义不带参数的宏定义：#define 标识符 字符串“#define”用于标识一个宏定义，“标识符”指的是所定义的宏名，“字符串”指的是宏体，它可以是常量、表达式等。#define PI 3.1415 /定义一个宏printf(%fn,PI);/输出PI值printf(%fn,3.1415);预处理替换 脚下留心：宏定义注意事项脚下留心：宏定义注意事项（1）如果宏定义中的字符串出现运算符，需要在合适的位置加上括号，否则会出现意想不到的结果。#define S 3+4a=S*c /替换后为a=3+4*c，而不是（3+4）*c（2）宏定义的末尾不用加分号，如果加了分号，分号将被视为被替换的字符串的一部分。多学一招：多学一招：#undef#undef指令取消宏定义指令取消宏定义#undef指令用于取消宏定义。#undef 宏名称#define PI 3.1415/定义宏PIprintf(%fn,PI);#undef PI /取消PI宏定义printf(%fn,PI);上述代码中，首先定义了宏PI宏体为3.1415，在第1次输出PI时，编译器会将PI替换为3.1415，然后使用#undef指令取消了PI这个宏，在第2次输出PI时，编译器会报错，因为此时已经不存在宏PI了。9.1.2 带参数的宏定义带参数的宏定义：#define 标识符(参数1，参数2，)字符串上述语法格式中，括号中的多个参数之间用逗号进行分隔。对于带参数的宏定义来说，同样需要使用字符串替换宏名，使用实参替换形参。9.1.2 带参数的宏定义#define PI 3.14#define COMP_CIR(x)2*PI*xfloat r=5.0;float l=COMP_CIR(r);float r=5.0;/编译器进行宏替换float l=2*3.14*5;预处理替换 脚下留心：宏定义中参数的替换脚下留心：宏定义中参数的替换在使用宏定义定义函数时，要注意参数的替换，一不留心就会出错。例如定义一个宏求参数的绝对值。#define ABS(x)(x)=0?(x):-(x)/带参数的宏，求参数绝对值double x=12;ABS(+x);替换之后的代码为：(+x)=0?(+x):-(+x);这显然是不对的，因此，在使用宏定义函数时要格外注意此种现象。除宏定义外，文件包含也是一种预处理语句，它的作用是将一个源程序文件包含到另外一个源程序文件中。9.2 文件包含 文件包含其实就是一种头文件引入，它使用#include实现，格式如下：#include#include 文件名“第一种格式：编译系统在系统指定的路径下搜索尖括号中的文件。第二种格式：系统首先会在用户当前工作的目录中搜索双引号（）中的文件，如果找不到，再按系统指定的路径进行搜索。9.2.1 文件包含命令的格式 通过文件包含，在编程时可以将变量、函数声明与函数实现分开，这样代码看起来简单清晰明了。9.2.2 文件包含实例/函数声明，data.h文件/代表接收用户输入月份的函数int inputMonth();/代表计算月份对应天数的函数int dayInMonth(int month);/代表输出指定天数的函数void outputDay(int day);/函数实现，data.c文件#include“data.h”int inputMonth()int dayInMonth(int month)void outputDay(int day)通过文件包含，在编程时可以将变量、函数声明与函数实现分开，这样代码看起来简单清晰明了。9.2.2 文件包含实例#include#include date.hint main()int month=inputMonth();int day=dayInMonth(month);outputDay(day);return 0;一般情况下，C语言程序中的所有代码都要参与编译，但有时出于程序代码优化的考虑，希望源代码中一部分内容只在指定条件下进行编译。这种根据制定条件决定代码是否需要编译的称为条件编译。9.3 条件编译#if/#else/#endif指令根据常数表达式来决定某段代码是否执行。#if 常数表达式 程序段1#else 程序段2#endif9.3.1#if/#else/#endif指令#define WIN320#define x641#define SYSTEM WIN32/根据宏SYSTEM的值输出支持的平台#if SYSTEM=win32printf(win32n);#elseprintf(x64n);#endif#ifdef指令用于判断某个宏是否定义：#ifdef 宏名 程序段1#else 程序段2#endif9.3.2#ifdef#define DEBUG#ifdef DEBUGprintf(输出调试信息n);#endif#ifndef指令用于判断某个宏是否没有被定义：#ifndef 宏名 程序段1#else 程序段2#endif9.3.2#ifndef#define DEBUG#ifndef DEBUGprintf(输出调试信息n);#elseprintf(不输出调试信息n);#endif#ifndef指令常用于多文件包含中，如果一个项目有多个文件，有的文件会包含其他文件，如果文件重复包含，编译器会报错，文件重复包含可以通过#ifndef指令解决。9.3.2#ifndef 例如，定义foo.h文件，该文件中包含一个结构变量。然后定义bar1.h与bar2.h文件，这两个文件都要用到foo.h文件中的结构体，因此，都需要包含foo.h文件。9.3.2#ifndef /foo.h文件 struct Foo int i;/bar1.h文件#include“foo.h”/bar2.h文件#include“foo.h”在main.c文件中引用bar1.h与bar2.h，则会报错：struct foo结构体重复定义。9.3.2#ifndef#include foo.h#include bar1.h#include bar2.h int main()上述错误是由于文件重复包含引起的，使用#ifndef指令可以解重复包含的问题，对foo.h进行修改。9.3.2#ifndef#ifndef _FOO_H_#define _FOO_H_ struct Foo int i;#endif 在上述代码中，包含了#ifndef条件编译指令，该指令内部有一条#define指令，初次编译时由于宏“_FOO_H_”尚未定义，#ifndef条件成立，编译结构体Foo。当foo.h中的内容被再次编译后，#ifndef的条件不成立，内容将被跳过，如此便保证了Foo结构体的定义仅可以被编译一次。9.3.2#ifndef 在程序开发过程中，特别是在调试程序时，往往会某些假设条件进行检查，C语言提供了断言来捕获这些假设，以帮助程序员快速地对代码进行调试。9.4 断言断 言 C语言中的断言是由宏assert()来实现的void assert(int expression);assert()接受一个表达式作为参数，如果表达式值为真，则继续往下执行程序，如果表达式值为假，则assert()会终止程序的执行，且会显示失败信息，包含测试的文件名和代码行号。9.4.1 断言的作用 例如，定义一个函数，不希望其参数为0，则可以使得断言判断它接受的参数是否为0。9.4.1 断言的作用void func(int num)printf(%dn,num);void func(int num)/判断参数是否为0 assert(num!=0);printf(%dn,num);增加断言之后，如果函数func()接受了数据0，则assert()会终止程序并打印出错误信息。包括失败的项目、文件及代码行号。9.4.1 断言的作用 assert()宏定义在库文件中，因此，在使用assert()宏进行断言时，要包含头文件。9.4.1 断言的作用注 意 断言一次只能检测一个条件，如果有多个条件需要检测，则需要多次使用断言，但频繁使用断言会增加程序开销，降低程序的运行效率。此外，断言失败会强制终止程序，因此断言不适合嵌入式程序和服务器。断言检查只能作为辅助条件，不能代替条件检测。9.4.1 断言的作用 断言一般用于程序调试中，在程序调试结束后需要取消断言，但如果在程序调试时使用了很多断言，一条一条的取消则比较麻烦，C语言提供了#define NDEBUG宏定义禁用assesrt()断言。9.4.2 断言与debug 在程序调试结束后，将#define NDEBUG宏定义插入到头文件之前，就可以禁用掉程序中所有的断言。#include#define NDEBUG /禁止断言#include 9.4.2 断言与debug 9.4.2 断言与debug#define NDEBUG语句必须放在头文件之前，如果放在后面，则不能取消断言。注 意 9.5 本章小结本章主要讲解了预处理与断言。常用的预处理有三种方式，分别是宏定义、文件包含和条件编译。其中，宏定义是最常用的一种预处理方式，文件包含对于程序功能的扩充很有帮助，条件编译可以优化程序代码；断言用于检测假设的条件是否成立，对程序调试非常有帮助。熟练掌握程序预处理方式和断言，对于以后的程序设计至关重要。