一、宏定义
在C语言中,宏定义是通过 #define 关键字实现的,它可以将被定义的标识符替换为相应的字符串或代码片段。宏定义主要用于简化代码、提高程序的通用性和易读性,同时也能在一定程度上提高程序的运行效率
1.1 预定义符号
在C语言中,预定义符号是由编译器提供的,它们具有特殊的含义和功能。
以下是C语言中的一些常见预定义符号及其用途:
- __FILE__:表示当前源文件的文件名,可用于调试时显示文件名。
- __LINE__:表示当前代码所在的行号,可用于调试时显示代码位置。
- __DATE__:表示当前编译的日期,格式为"MMM DD YYYY",例如"Jul 29 2023"。
- __TIME__:表示当前编译的时间,格式为"HH:MM:SS",例如"10:30:36"。
- __STDC__:如果编译器遵循ANSI C标准,其值为1,否则未定义。这个符号通常用于检测编译器的兼容性。
在VS中(__STDC__)未定义,所以该编译器不支持ANSC l 标准,如下图:
1.2 预处理指令 #define
宏定义主要有两种类型:
- 不带参数的宏定义和。
- 带参数的宏定义。
不带参数的宏定义简单地将宏名替换为定义的字符串,例如:
#define PI 3.14159
带参数的宏定义除了进行简单的文本替换外,还会对参数进行计算。例如:
#define S(a,b) a*b
#define 定义的规则
- 宏替换发生在预处理阶段,即编译前
- 宏替换是简单的文本替换,不涉及计算
- 宏替换不占用运行时间,只占用编译时间
1.3 # 和 ##
#操作符用于预编译时期,将宏参数转换为字符串。如图:
##操作符用于在预编译期间将两个宏参数连接起来,形成一个单独的标识符。如图:
1.3 带有副作用宏定义
例如,假设有一个宏定义MAX(a, b),它在预处理阶段展开为((a) > (b) ? (a) : (b))。如果使用MAX(x++, y++),预处理后的结果将是((x++) > (y++) ? (x++) : (y++))。这意味着x和y都将被自增两次,这可能并非程序员原本的意图。
正常情况下:
带有副作用情况下:
- ret 返回的是7,自增了一次,在问好(?)前面。
- a 的值是3 ,自增了一次,在问号(?)前面。
- b 的值是8,自增了两次,在则问号前后各增加一次。
1.4 宏和函数的一个对比
相比之下,宏在预编译阶段将宏名替换为后面的替换体,避免了函数调用的开销。宏的展开是简单的文本替换,没有类型检查,因此可能会导致一些潜在的错误。然而,宏的使用可以提高代码的可读性和可维护性,并且在某些情况下,宏的使用可以提高程序的效率。
1.5 #undef
#undef
是C语言预处理指令的一种,它的作用是取消之前通过#define
指令定义的宏或符号常量
#include <stdio.h> int main() { #define MAX 200 printf("MAX = %d\n", MAX); #undef MAX int MAX = 10; printf("MAX = %d\n", MAX); return 0; }
二、条件编译
条件编译的主要指令包括#if
、#else
、#elif
、#endif
、#ifdef
和#ifndef
。
2.1 #if
、#else
、#elif
、#endif
#if
用于判断表达式是否为真,如果为真则编译其后的代码;
#else
用于与#if
搭配,当前面的条件不满足时,编译#else
后的代码;#elif
相当于#else
和#if
的结合,用于多个条件中的其他条件#endif
用于结束一个条件编译块;
2.2 #ifdef
和#ifndef
#ifndef
与#ifdef
相反,用于判断一个宏是否未被定义,如果未被定义则编译其后的代码。
2.3 C语言中如何通过条件编译来预防头文件的重复包含?
1、使用#ifndef、#define、#endif预处理指令
#ifndef MY_HEADER_H #define MY_HEADER_H // 头文件内容 #endif
当头文件第一次被包含时,由于没有定义MY_HEADER_H
,编译器会执行#define
指令,定义该宏。当头文件再次被包含时,由于该宏已被定义,编译器会跳过#ifndef
和#endif
之间的代码,从而避免重复包含。
2、使用#pragma once
指令:
#pragma once // 头文件内容
这种方法的好处是不会出现宏名冲突的问题,且对于大型项目来说,可以提高编译速度。