深入浅出之预处理

Posted 2021-12-07 浩瀚之水_csdn

预处理的输出是“翻译单元”，他是存放在内存中的临时文件，编译器接受预处理输出，并将源代码转换成包含机器语言指令的目标文件。

1. 宏替换

1） 字符串替换

格式： #define 宏名 宏体

其中宏名与宏体均为字符串。预处理时，将把程序中该宏定义之后的所有的宏名用宏体替换。

如：

#define PI 3.14

宏替换的好处：

（1） 提高程序的可读性

（2）易修改性好

2） 带参数宏定义格式

#define 标识符（参数表） 宏体

例如：

#define   PI   3.14
#define   RAD  2.0
#define   AREA return（PI*RAD*RAD）
带参数宏替换与函数区别：

（1） 时空效率不同，带参数宏替换效率比函数高

（2） 宏虽然可以带有参数，但宏替换过程中不像函数那样可以进行参数值的计算、传递及结果返回等操作；宏替换只是简单的字符替换，不进行计算。因此一些过程中不能用宏替换，比如递归调用；

 2. 书写#define命令应注意事项

1） 宏名与宏体之间应以空格相隔，所以宏名中不能含有空格

2） 宏名不能用引号括起来

比如#define “YES” 1  不进行宏替换

3） 较长的宏定义在一行中如果写不下时，可以在本行末尾使用反斜杠表示要续行

#define PRX printf（“ssss \\

                                  ddddd”）

4)  对带参数宏定义，宏体及其各个形参应该用圆括号括起来

#include <QCoreApplication>
//#include "test.h"
#define f(x) x*x
#define g(x) (x)*(x)
#define h(x) ((x)*(x))
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
 
    qDebug("1:%d",f(2+2));
    qDebug("2:%d",g(2+2));
    qDebug("3:%d",h(2+2));
    return a.exec();
}
输出：
1:8 【2+2*2+2=8】
2:16【（2+2）*（2+2）=16】
3:16【（（2*2）*（2*2））=16】

5) 宏定义不是C语言，不必再行末加分号

6）宏被定义后，一般不能再重新定义，而只能使用#undef命令终止该宏定义作用域（#undef 宏名） 

3. 文件包含

 格式1： #include “文件标识符”

按这种格式定义时，预处理程序首先在原来的源文件目录中检索该指定的文件；如果没有找到，则按系统指定的标准方式检索其他文件目录，直至找到为止；

格式2：#include <文件标识符>

按这种格式定义时，预处理程序只在系统库中寻找指定文件。

4. 条件编译

条件编译可使同一源程序在不同的编译条件得到不同的目标代码。

格式1：

#ifdef 标识符
 
程序段1
 
#else
 
程序段2
 
#endif

格式2：

#ifndef 标识符
 
程序段1
 
#else
 
程序段2
 
#endif

在工程的地方条件指示符#ifndef的最主要目的是防止头文件的重复包含和编译。

#ifndef _头文件名_H
#define _头文件名_H
 
....
#endif

格式3：

#if 表达式1
 
程序段1
 
#elif 表达式2
 
程序段2
 
#endif

5. #define宏定义的缺点

 1） 无法对宏定义中的变量进行类型检查

define定义的变量,是Compile-Time时期的变量,系统在编译时候,就将其全部替换,而不会对其变量进行类型等属性检查,相对不是很安全,可能存在潜在的问题,而没有发现。正因为其仅仅是编译时期替换,所以其定义的变量,是不会在运行时候分配内存的,不占用内存空间。

2） 未加括号带来的边界效应

由于宏定义的时候,其各个分量未加括号,而在使用宏定义的时候,传递的参数是变量的表达式,然后经过系统展开后,由于优先级的原因,导致其结果不是你所希望的。

#define MUL(A,B) A*B

而在使用的时候,这样的调用:

int a=1,b=2,c=3,d=0;

d=MUL(a+b,c)

经过编译时候展开,就变成了

d=a+b*c

而不是我们所希望的

d=(a+b)*c

[解决办法]

其解决办法也很简单,就是给每个分量,都加上括号,就可以避免此类问题

即,在宏定义的时候,如此定义:

#define MUL(A,B) ((A)*(B))

6. #define替代方案 

1） 用const代替define来定义常量

const TYPE ValueName = value;

2）用inline代替define来定义函数
define定义函数的最大缺点就是它只是简单替换，所以函数的参数可能会改变函数的行为。
比如上面定义的max，如果有这么一段代码：

int a = 5, b = 0;
max(++a, b);        // a is incremented twice
max(++a, b+10);      // a is incremented once

可以看到对两次调用，++a执行的次数是不一样的。而如果用inline，写成如下形式：

inline int max(int a, int b) { return a > b ? a : b; }

7.C++ 中的预定义宏 

• 输出当前行的行号

预定义宏为：__LINE__，注意，是两个下划线。
使用方法为：cout << “Current Line Number __LINE__ : ” << __LINE__ << endl;

• 输出当前文件名

预定义宏为：__FILE__
使用方法为：cout << “Current File Name __FILE__ : ” << __FILE__ << endl;

• 输出当前文件编译日期

解释：形式为 month/day/year 的字符串，它表示把源文件转换为目标代码的日期。
预定义宏为：__DATE__
使用方法为：cout << “Current Date __DATE__ : ” << __DATE__ << endl;

• 输出当前文件编译时间

解释：形式为 hour:minute:second 的字符串，它表示程序被编译的时间。
预定义宏为：__TIME__
使用方法为：cout << “Current Time__TIME__ : ” << __TIME__ << endl;