#### 24. 預處理器 **C 預處理器**不是編譯器的組成部分，但是它是編譯過程中一個單獨的步驟。簡言之，C 預處理器只不過是一個文本替換工具而已，它們會指示編譯器在實際編譯之前完成所需的預處理。我們將把 C 預處理器（C Preprocessor）簡寫為 CPP。 所有的預處理器命令都是以井號（#）開頭。它必須是第一個非空字符，為了增強可讀性，預處理器指令應從第一列開始。下面列出了所有重要的預處理器指令： | 指令 | 描述 | | --- | --- | | #define | 定義宏 | | #include | 包含一個源代碼文件 | | #undef | 取消已定義的宏 | | #ifdef | 如果宏已經定義，則返回真 | | #ifndef | 如果宏沒有定義，則返回真 | | #if | 如果給定條件為真，則編譯下面代碼 | | #else | #if 的替代方案 | | #elif | 如果前面的 #if 給定條件不為真，當前條件為真，則編譯下面代碼 | | #endif | 結束一個 #if……#else 條件編譯塊 | | #error | 當遇到標準錯誤時，輸出錯誤消息 | | #pragma | 使用標準化方法，向編譯器發布特殊的命令到編譯器中 | 例子: 分析下面的實例來理解不同的指令。 ~~~ #define MAX_ARRAY_LENGTH 20 ~~~ 這個指令告訴 CPP 把所有的 MAX\_ARRAY\_LENGTH 替換為 20。使用 *#define* 定義常量來增強可讀性。 ~~~ #include <stdio.h> #include "utils.h" ~~~ 這些指令告訴 CPP 從**系統庫**中獲取 stdio.h，并添加文本到當前的源文件中。下一行告訴 CPP 從本地目錄中獲取 **utils.h**，并添加內容到當前的源文件中。 ~~~ #undef FILE_SIZE #define FILE_SIZE 42 ~~~ 這個指令告訴 CPP 取消已定義的 FILE\_SIZE，并定義它為 42。 ~~~ #ifndef MESSAGE #define MESSAGE "You wish!" #endif ~~~ 這個指令告訴 CPP 只有當 MESSAGE 未定義時，才定義 MESSAGE。 ~~~ #ifdef DEBUG /* Your debugging statements here */ #endif ~~~ 這個指令告訴 CPP 如果定義了 DEBUG，則執行處理語句。在編譯時，如果您向 gcc 編譯器傳遞了 *\-DDEBUG* 開關量，這個指令就非常有用。它定義了 DEBUG，您可以在編譯期間隨時開啟或關閉調試。 **預定義宏** ANSI C 定義了許多宏。在編程中您可以使用這些宏，但是不能直接修改這些預定義的宏。 | 宏 | 描述 | | --- | --- | | **DATE** | 當前日期，一個以 "MMM DD YYYY" 格式表示的字符常量。 | | **TIME** | 當前時間，一個以 "HH:MM:SS" 格式表示的字符常量。 | | **FILE** | 這會包含當前文件名，一個字符串常量。 | | **LINE** | 這會包含當前行號，一個十進制常量。 | | **STDC** | 當編譯器以 ANSI 標準編譯時，則定義為 1。 | 例子: ~~~ void main() { //這會包含當前文件名，一個字符串常量。 printf("File :%s\n", __FILE__); //當前日期，一個以 "MMM DD YYYY" 格式表示的字符常量。 printf("Date :%s\n", __DATE__); //當前時間，一個以 "HH:MM:SS" 格式表示的字符常量。 printf("Time :%s\n", __TIME__); //這會包含當前行號，一個十進制常量。 printf("Line :%d\n", __LINE__); //當編譯器以 ANSI 標準編譯時，則定義為 1。 printf("ANSI :%d\n", __STDC__); } ~~~ 輸出: ~~~ File :/Users/devyk/Data/ClionProjects/NDK_Sample/day_1/ndk_day1.c Date :Dec 17 2019 Time :14:23:47 Line :954 ANSI :1 ~~~ **預處理器運算符** C 預處理器提供了下列的運算符來幫助您創建宏： **宏延續運算符()** 一個宏通常寫在一個單行上。但是如果宏太長，一個單行容納不下，則使用宏延續運算符（\\）。例如： ~~~ #define message_for(a, b) \ printf(#a " and " #b ": We love you!\n") ~~~ **字符串常量化運算符(#)** 在宏定義中，當需要把一個宏的參數轉換為字符串常量時，則使用字符串常量化運算符（#）。在宏中使用的該運算符有一個特定的參數或參數列表。例如： ~~~ #include <stdio.h> #define message_for(a, b) \ printf(#a " and " #b ": We love you!\n") int main(void) { message_for(Carole, Debra); return 0; } ~~~ 當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果： ~~~ Carole and Debra: We love you! ~~~ **標記粘貼運算符(##)** 宏定義內的標記粘貼運算符（##）會合并兩個參數。它允許在宏定義中兩個獨立的標記被合并為一個標記。例如： ~~~ #include <stdio.h> #define tokenpaster(n) printf ("token" #n " = %d", token##n) int main(void) { int token34 = 40; tokenpaster(34); return 0; } ~~~ 當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果： ~~~ token34 = 40 ~~~ 這是怎么發生的，因為這個實例會從編譯器產生下列的實際輸出： ~~~ printf ("token34 = %d", token34); ~~~ 這個實例演示了 token##n 會連接到 token34 中，在這里，我們使用了**字符串常量化運算符（#）**和**標記粘貼運算符（##）**。 **defined() 運算符** 預處理器 **defined** 運算符是用在常量表達式中的，用來確定一個標識符是否已經使用 #define 定義過。如果指定的標識符已定義，則值為真（非零）。如果指定的標識符未定義，則值為假（零）。下面的實例演示了 defined() 運算符的用法： ~~~ #include <stdio.h> #if !defined (MESSAGE) #define MESSAGE "You wish!" #endif int main(void) { printf("Here is the message: %s\n", MESSAGE); return 0; } ~~~ 當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果： ~~~ Here is the message: You wish! ~~~ **參數化的宏** CPP 一個強大的功能是可以使用參數化的宏來模擬函數。例如，下面的代碼是計算一個數的平方： ~~~ int square(int x) { return x * x; } ~~~ 我們可以使用宏重寫上面的代碼，如下： ~~~ #define square(x) ((x) * (x)) ~~~ 在使用帶有參數的宏之前，必須使用 **#define** 指令定義。參數列表是括在圓括號內，且必須緊跟在宏名稱的后邊。宏名稱和左圓括號之間不允許有空格。例如： ~~~ #include <stdio.h> #define MAX(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y)) int main(void) { printf("Max between 20 and 10 is %d\n", MAX(10, 20)); return 0; } ~~~ 當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果： ~~~ Max between 20 and 10 is 20 ~~~