C语言-宏的使用

目录

• 预处理指令的特点
• C 程序从编写到编译,链接,执行的一个流程
• 预处理指令的分类
• 宏定义:
• 在使用宏的时候需要注意的地方
• define 和 typedef 的区别
• 宏的高级用法
• 使用带参数的宏注意点
• 条件编译指令
• 条件编译指令的应用场景

预处理指令的特点

• 1,以#开头
• 2,预处理指令都是在编译之前执行的
• 预处理指令后面都是没有分号

C 程序从编写到编译,链接,执行的一个流程

• 1,新建一个.c 源文件,.c 的文件是c 程序的源文件
• 2,在.c 的源文件中写上符合 c 语法规范的源代码
  • C语言严格区分大小写
  • 除了字符串常量,其他的地方必须使用英文输入法
• 3,使用 cc -c 指令去编译源文件
  • 格式:cc -c 源文件名称
  • 编译做的事情
  • a,先执行源文件中的预处理指令,如果有文件包含指令,就将文件的内容拷贝到指令的地方
  • b,检查 .c 文件中的语法是否符合规范
    • 1,如果符合,生成.o 目标文件,就是.c 文件对应的二进制指令
    • 2,如果不符合语法规范,就报错,不会生成.o 的目标文件
• 4,链接
  • cc xx.o
  • a,为.o 的目标文件添加启动代码
  • b,链接函数,告诉编译器要调用的函数在什么地方,调用的时候,去正确的地方找实现
  • c,链接成功以后,就会生出一个可执行文件,这个文件就是我们程序了

预处理指令的分类

• 文件包含指令 # include
• 宏定义:可以将一段 c 代码定义为 1 个标识,使用这个标识就可以使用这段代码
• 条件编译指令:

宏定义:

• 他是一个预处理指令,所以他在编译之前执行
• 作用:
  • 可以为一段 C 代码定义一个标识,如果你要使用这个 c 代码,那么就是用这个标识就可以了
• 语法:
  • ----#define 宏名 宏值
  • ----#define N 10
• 如何使用宏
  • 在C 代码中,直接使用宏的名称就可以了
• 宏的原理是
  • 在预编译的时候,就会执行源文件中的预处理指令,会将 C 代码中使用宏名的地方替换为宏值,
  • 将 C 代码中的宏名替换为宏值的过程就叫做宏替换

在使用宏的时候需要注意的地方

• 宏值可以是任意的东东(常量,表达式),在定义宏的时候并不会去检查语法,但是替换的时候就会检查语法了

#include <stdio.h>
# define M 10
# define N 10+10+10
int main(int argc, const char * argv[]) {
    int num = M+10;
    printf("M = %i
",M);
    printf("num = %i
",num);
    
    // 宏值是整个表达式,而并不是计算的结果
    int num1 = N * 2;
    printf("num1 = %i
",num1);
    return 0;
}

• 无论宏值是什么东西,在定义宏的时候不会去检查语法,只有当完成了宏替换的时候才会去检查替换以后是否符合语法规范

• 如果宏值是一个表达式,宏值并不是这个表达式的结果,而是这个表达式的本身

• 如果宏值中包括一个变量名,那么在使用这个宏之前必须保证这个变量存在不然就会报错

# define X a+a
int main(int argc, const char * argv[]) {
    int a = 10;
    int num2 = X;
    
    return 0;
}

• 无法通过赋值符号给宏改值,因为宏根本就不是变量
• 宏的作用域问题
  • a, 宏可以定义在函数里面也可以定义在函数外面
  • b,从定义宏的地方,后面的所有的地方都可以使用这个宏,跟变量不一样,就算这个宏定义在这个大括号里面,在这个后面也是可以访问的
  • undef 宏名 -->解除宏指令
  • 默认情况下,宏从定义的地方一致到文件结束都可以使用,#undef 宏名可以让指定的宏提前消失
• 字符串中如果出现了宏名,并不会认为是一个宏,而是认为是字符串的一部分,字符串中并不会出现宏替换
• 宏的层层替换
  • 宏值当中我们用到了另外一个宏名,那么就会将这个宏值当中的宏名替换为对应的宏值

# define P 3
# define A 5
# define JISUAN P*A

int main(){
    printf("JISUAN = %i
",JISUAN);
}

• 如果后面跟了分号,那么就会将分号作为宏值的一部分,但是建议不要这么写
• C语言的代码都可以用作宏值

# define p printf
# define d "%i"
int main(){
    p(d,10);
    return 0;
}

define 和 typedef 的区别

• ----#define 是一个预处理指令,在预编译的时候执行,在预编译的时候会把宏名替换为宏值
  • typedef 是一个 C 代码.在运行的时候执行
• ----#define可以将任意的C 代码取 1 个标识名
  • typedef 只能为数据类型取名字

宏的高级用法

• 我们在定义宏的时候,宏名是可以带参数的,在这个宏值当中,可以直接使用这个参数
• 如果使用的宏有参数,那么就必须要在使用它的时候为这个宏的参数传值

# define B(a) a+10+a

int main(){
    // 有参数的宏
    int num3 = B(8);
    printf("num3 = %i
",num3);
    return 0;
}

• 宏替换的原理是什么?
  • 先将传入的值传递给宏的参数,那么宏的参数的值就是我们传递的值
  • 再把宏值当中使用参数的地方换成参数的值
  • 最后,再将使用宏名的地方,替换为最后的宏值

# define MAX(a,b) a > b ? a:b
int main(){
    printf("最大值是:%i
",MAX(10, 0));
    return 0;
}

使用带参数的宏注意点

• 宏不是函数,所以宏的参数不需要写数据类型,直接写参数名称即可
• 我们在定义宏的时候,编译器是如何区分宏名和宏值的呢?
  • ----#define空格宏名空格宏值 --->两个空格之间的就是宏名
• 为带参数的宏传递的时候是本色传递(本色传递:你给的什么,那就是什么,预编译的时候啥都没有就是直接本色的替换)
• 宏一定程度上可以实现和函数一样的效果
  • 宏一旦换了行就代表宏定义结束了,
  • 代码很少的时候会使用宏,只有一句,两句的时候可以使用宏

条件编译指令

• 他也是一个预处理指令,所以在预编译阶段执行
• 作用:默认情况下我们所有的 C 代码都会被编译为二进制代码,条件编译指令的作用:可以让编译器只编译置顶的部分
• 条件编译指令的一种用法
  • if 条件
  • c 代码
  • endif

# define M 10
int main(){
        // 条件编译指令
#if M == 10
    printf("我是条件编译指令的代码
");
#endif
    return 0;
}

// 输出:我是条件编译指令的代码

• 注意:条件只能是宏,不能是变量,因为:预编译的时候变量还没有呢

    int m = 10;
#if m == 10
    printf("我是 变量 m == 10 才会执行的代码
");
#endif

• 条件编译指令的第二种用法

# define M 10

int main(){
    #if M > 0
    printf("M>0编译这个代码
");
#elif M > 0 && M < 20
    printf("M > 0 && M < 20编译这个代码
");
#elif M >20 && M < 40
    printf("M >20 && M < 40编译这个代码
");
#else
    printf("否则编译这个代码");
#endif
    
    return 0;
}

• 条件编译指令和 if 语句的对比
  • 1,条件编译指令是一个预处理指令,在预处理阶段执行,if 语句是 C代码.在程序运行的时候执行
  • 2,if 语句全部都要被编译为二进制指令,条件编译指令只会编译条件符合的代码
  • 3,实际上,if 语句一定程度上可以换成条件编译指令,但是条件编译指令的条件不能是变量参与,只能是宏
• 条件编译指令的第三种用法,如果定义了指定的宏,就编译指定的代码

#define M 10
int main(){
        // 第三种用法
#if M
    printf("如果定义了这个宏,就执行这个代码
");
#endif
    return 0;
}

int main(){
        // 第三种用法
#ifndef M
    printf("如果没有定义了这个宏,就执行这个代码
");
#endif
    return 0;
}

条件编译指令的应用场景

// 在调试的时候,调试信息有很多,又不想每次都一个一个的删除,那么可以使用条件编译指令,每次只需要修改自己定义的宏就可以对 printf 函数的控制

#include <stdio.h>


# define SHAN_DEBUG 0
# if SHAN_DEBUG == 0
    # define print(val1,val2) printf(val1,val2)
# else
    # define print(val1,val2)
# endif


int main(int argc, const char * argv[]) {

    print("%d",10);
    
    
    
    return 0;
}

// 无论一个文件包被#include 多少次,我只引入一次
#ifndef lianxi_h
#define lianxi_h

#include <stdio.h>
 // 写自己的代码
#endif /* lianxi_h */

// 原理:在 main.c中#include lianxi.h,导入很多次,#include 的作用就是将此文件全部复制过来,所以复制第一次在编译的时候如果没有导入 lianxi.h 这个文件,全部被copy 过来,此时没有定义 lianxi.h 这个宏,那么就定义这个宏 lianxi.h,然后在第二次copy 过来的时候,发现定义了这个 lianxi.h 这个宏,所以就不会重复的 copy 了