概述

大家都知道一個(gè)C程序的運(yùn)行包括編譯和鏈接兩個(gè)階段，其實(shí)在編譯之前預(yù)處理器首先要進(jìn)行預(yù)處理操作，將處理完產(chǎn)生的一個(gè)新的源文件進(jìn)行編譯。由于預(yù)處理指令是在編譯之前就進(jìn)行了，因此很多時(shí)候它要比在程序運(yùn)行時(shí)進(jìn)行操作效率高。在C語言中包括三類預(yù)處理指令，今天將一一介紹：

宏定義 條件編譯 文件包含

宏定義

對(duì)于程序中經(jīng)常用到的一些常量或者簡(jiǎn)短的函數(shù)我們通常使用宏定義來處理，這樣做的好處是對(duì)于程序中所有的配置我們可以統(tǒng)一在宏定義中進(jìn)行管理，而且由于宏定義是在程序編譯之前進(jìn)行替換相比定義成全局變量或函數(shù)效率更高。

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// main.c
// Pretreatment
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// Created by Kenshin Cui on 14-6-28.
// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
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#include <stdio.h>
#define PI 3.14 //宏定義一般大寫
#define R 10
#define S 2*PI*R //在另一個(gè)宏里面引用了上面的宏

int main(int argc, const char * argv[]) {
  float r=10.5;
  double area=PI*r*r;
  printf("area=%.2f\n",area);
  
  double a=S;
  printf("a=%.2f\n",a);
  printf("PI=3.14\n");//注意輸出結(jié)果不是3.14=3.14而是PI=3.14，字符串中的PI并不會(huì)被替換
#undef PI //強(qiáng)制終止宏定義，否則它的范圍一直到文件結(jié)束
  int PI=3.1415926;
  double area2=PI*r*r;
  printf("area2=%.2f\n",area2);
  
  
  return 0;
}

宏定義實(shí)際的操作就是在預(yù)處理時(shí)進(jìn)行對(duì)應(yīng)替換，這個(gè)階段不管語法是否正確，而且對(duì)于字符串中出現(xiàn)的宏名不會(huì)進(jìn)行替換。宏定義的功能事實(shí)上是非常強(qiáng)大的，除了簡(jiǎn)單的常量替換還可以傳入?yún)?shù)：

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// 1.2.c
// Pretreatment
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// Created by Kenshin Cui on 14-7-17.
// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
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#include <stdio.h>
#define SUM(a,b) a+b
#define SUB(a,b) (a-b)
#define MUL (a,b) (a*b) //這么定義是錯(cuò)誤的，預(yù)處理器會(huì)認(rèn)為宏名為”MUL“,替換內(nèi)容為”(a,b) (a*b)“


int main(int argc, const char * argv[]) {
  
  int a=2,b=3,c,d;
  c=SUM(a, b);
  printf("c=%d\n",c); //結(jié)果：c=5
  d=SUM(a, b)*2;
  printf("d=%d\n"); //結(jié)果：8,為什么不是10呢？因?yàn)樘鎿Q后：d=a+b*2也就是2+3*2=8
  
  int e=SUB(b, a)*2;
  printf("(b-a)*2=%d\n",e); //結(jié)果：2,如果SUB定義時(shí)不加括號(hào)這里應(yīng)該是-1
  
  return 0;
}

上面我們可以看出帶參數(shù)的宏功能很強(qiáng)大，有點(diǎn)類似于函數(shù)，同函數(shù)不同的是它只是簡(jiǎn)單的替換，不涉及存儲(chǔ)空間分配，參數(shù)、返回值等問題，但是由于它在預(yù)處理階段展開，所以一般效率較高。使用帶參數(shù)的宏需要注意的就是結(jié)果最好用括號(hào)括起來否則很容易出現(xiàn)問題（在上面的SUM例子中我們應(yīng)該已經(jīng)看到了）；還有一點(diǎn)就是帶參數(shù)的宏定義時(shí)名稱和參數(shù)之間不要有空格。

條件編譯

條件編譯其實(shí)就是在編譯之前預(yù)處理器根據(jù)預(yù)處理指令判斷對(duì)應(yīng)的條件，如果條件滿足就將對(duì)應(yīng)的代碼編譯進(jìn)去，否則代碼就根本不進(jìn)入編譯環(huán)節(jié)（相當(dāng)于根本就沒有這段代碼）。

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// main.c
// Pretreatment
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// Created by Kenshin Cui on 14-06-28.
// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
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#include <stdio.h>
#define COUNT 1

int main(int argc, const char * argv[]) {
  
//判斷是否定義了 COUNT 宏
#if defined(COUNT) //等價(jià)于：#ifdef COUNT,相反如果判斷沒有定義過則可以通過#if !defined(COUNT)或者#ifndef COUNT
  printf("COUNT defined\n");
#endif
  
//判斷宏定義COUNT是否都與1
#if COUNT==1
  showMessage("hello,world!\n");
#else
  say();
#endif
  
  return 0;
}

文件包含

文件包含指令#include在前面也多次使用過，這里再次強(qiáng)調(diào)一下。首先使用#include“xxx”包含和使用#include <xxx>包含的不同之處就是使用<>包含時(shí)，預(yù)處理器會(huì)搜索C函數(shù)庫頭文件路徑下的文件，而使用“”包含時(shí)首先搜索程序所在目錄，其次搜索系統(tǒng)Path定義目錄，如果還是找不到才會(huì)搜索C函數(shù)庫頭文件所在目錄。

另外在使用#include的時(shí)候我們需要注意包含文件的時(shí)候是不能遞歸包含的，例如a.h文件包含b.h，而b.h就不能再包含a.h了；還有就是重復(fù)包含雖然是允許的但是這會(huì)降低編譯性能，不妨看一下下面的例子：

上面有三段代碼，在main.c和person.h中都包含了message.h而main.c自身又包含了person.h,這樣程序在預(yù)處理階段會(huì)對(duì)包含內(nèi)容進(jìn)行替換，替換后mian.c中包含了兩個(gè)#include “message.h”雖然沒有報(bào)錯(cuò)，但這會(huì)影響編譯的性能，正確的做法應(yīng)該是這樣的：

其實(shí)就是用宏定義判斷一個(gè)宏是否定義了，如果沒有定義則會(huì)定義這個(gè)宏，這樣以來如果已經(jīng)包含過則這個(gè)宏定義肯定已經(jīng)定義過了，即使再包含也不會(huì)重新定義了，下面的代碼也就不會(huì)包含進(jìn)去。

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