C程序的源代碼中可包括各種編譯指令,這些指令稱為預(yù)處理命令。雖然它們實(shí)際上不是C語言的一部分,但卻擴(kuò)展了C程序設(shè)計(jì)的環(huán)境。本節(jié)將介紹如何應(yīng)用預(yù)處理程序和注釋簡化程序開發(fā)過程,并提高程序的可讀性。
4.7.1C語言的預(yù)處理程序
ANSI標(biāo)準(zhǔn)定義的C語言預(yù)處理程序包括下列命令:
#define
#error
#include
#if
#else
#elif
#endif
#ifdef
#ifndef
#undef
#line
#pragma
非常明顯,所有預(yù)處理命令均以符號(hào)#開頭,下面分別加以介紹。
4.7.2#define
命令#define定義了一個(gè)標(biāo)識(shí)符及一個(gè)串。在源程序中每次遇到該標(biāo)識(shí)符時(shí),均以定義的串代換它。ANSI標(biāo)準(zhǔn)將標(biāo)識(shí)符定義為宏名,將替換過程稱為宏替換。命令的一般形式為:
#define identifier string
注意,該語句沒有分號(hào)。在標(biāo)識(shí)符和串之間可以有任意個(gè)空格,串一旦開始,僅由一新行結(jié)束。
例如,如希望TURE取值1,F(xiàn)ALSE取值0,可說明兩個(gè)宏#define
#define TURE 1
#define FALSE 0
這使得在源程序中每次遇到TURE或FALSE就用0或1代替。
例如,在屏幕上打印“012”:
printf(“%d%d%d”,F(xiàn)ALSE,TRUE,TRUE+1);
宏名定義后,即可成為其它宏名定義中的一部分。例如,下面代碼定義了ONE、TWO及THREE的值。
#define ONE 1
#define TWO ONE+ONE
#define THREE ONE+TWO
懂得宏替換僅僅是以串代替標(biāo)識(shí)符這點(diǎn)很重要。因此,如果希望定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤信息,可編寫如下代碼:
#defineE_MS”standard error on inputn”
printf(E_MS);
編譯程序遇到標(biāo)識(shí)符E_MS時(shí),就用“standard error on inputn”替換。對(duì)于編譯程序,printf()語句實(shí)際是如下形式:
printf(“standard error on inputn;”)
如果在串中含有標(biāo)識(shí)符,則不進(jìn)行替換。例如:
#define XYZ this is a test
.
.
.
printf(“XYZ”);
該段不打印”this is a test”而打印”XYZ”。
如果串長于一行,可以在該行末尾用一反斜杠續(xù)行,例如:
#defineLONG_STRING”this is a very long
string that is used as an example”
C語言程序普遍使用大寫字母定義標(biāo)識(shí)符。這種約定可使人讀程序時(shí)很快發(fā)現(xiàn)哪里有宏替換。最好是將所有的#define放到文件的開始處或獨(dú)立的文件中(用#include訪問),而不是將它們分散到整個(gè)程序中。
宏代換的最一般用途是定義常量的名字和程序中的“游戲數(shù)”。例如,某一程序定義了一個(gè)數(shù)組,而它的幾個(gè)子程序要訪問該數(shù)組,不應(yīng)直接以常量定數(shù)組大小,最好是用名字定義之(需改變數(shù)組大小時(shí))。
#define MAX_SIZE100
float balance [MAX_SIZE;]
#define命令的另一個(gè)有用特性是,宏名可以取參量。每次遇到宏名時(shí),與之相連的形參均由程序中的實(shí)參代替。例如:
當(dāng)編譯該程序時(shí),由MIN(a,b)定義的表達(dá)式被替換,x和y用作操作數(shù),即printf()語句被代換后取如下形式:
printf(“the minimum is:%,d”(x<y)?x:y);
用宏代換代替實(shí)在的函數(shù)的一大好處是宏替換增加了代碼的速度,因?yàn)椴淮嬖诤瘮?shù)調(diào)用的開銷。但增加速度也有代價(jià):由于重復(fù)編碼而增加了程序長度。
4.7.3#error
處理器命令#error強(qiáng)迫編譯程序停止編譯,主要用于程序調(diào)試。
4.7.4#include
命令#include使編譯程序?qū)⒘硪辉次募度霂в?include的源文件,被讀入的源文件必須用雙引號(hào)或尖括號(hào)括起來。例如:
#include”stdio.h”
#include<stdio.h>
這兩行代碼均使用C編譯程序讀入并編譯用于處理磁盤文件庫的子程序。
將文件嵌入#include命令中的文件內(nèi)是可行的,這種方式稱為嵌套的嵌入文件,嵌套層次依賴于具體實(shí)現(xiàn)。
如果顯式路徑名為文件標(biāo)識(shí)符的一部分,則僅在哪些子目錄中搜索被嵌入文件。否則,如果文件名用雙引號(hào)括起來,則首先檢索當(dāng)前工作目錄。如果未發(fā)現(xiàn)文件,則在命令行中說明的所有目錄中搜索。如果仍未發(fā)現(xiàn)文件,則搜索實(shí)現(xiàn)時(shí)定義的標(biāo)準(zhǔn)目錄。
如果沒有顯式路徑名且文件名被尖括號(hào)括起來,則首先在編譯命令行中的目錄內(nèi)檢索。
如果文件沒找到,則檢索標(biāo)準(zhǔn)目錄,不檢索當(dāng)前工作目錄。
4.7.5條件編譯命令
有幾個(gè)命令可對(duì)程序源代碼的各部分有選擇地進(jìn)行編譯,該過程稱為條件編譯。商業(yè)軟件公司廣泛應(yīng)用條件編譯來提供和維護(hù)某一程序的許多顧客版本。
1.#if、#else,#elif及#endif
#if的一般含義是如果#if后面的常量表達(dá)式為true,則編譯它與#endif之間的代碼,否則跳過這些代碼。命令#endif標(biāo)識(shí)一個(gè)#if塊的結(jié)束,參見例4-13。
#ifconstant-expression
statement sequence
#endif
由于MAX大于99,以上程序在屏幕上顯示一串消息。該例說明了一個(gè)重點(diǎn):跟在#if后面的表達(dá)式在編譯時(shí)求值,因此它必須僅含常量及已定義過的標(biāo)識(shí)符,不可使用變量。表達(dá)式不許含有操作符sizeof。
#else命令的功能有點(diǎn)象C語言中的else;#else建立另一選擇(在#if失敗的情況下)。因而上面的例子可擴(kuò)充,參見例4-14。
在此例中,因?yàn)镸 A X小于9 9,所以,不編譯#if塊,而是編譯# else塊,因此,屏幕上顯
示”compiled for small array”這一消息。
注意,# else 既是# if 塊又是#else 塊頭。這是因?yàn)槿魏?if 僅有一個(gè)#endif。
#elif命令意義與ELSE IF 相同,它形成一個(gè)if else-if階梯狀語句,可進(jìn)行多種編譯選擇。
#elif 后跟一個(gè)常量表達(dá)式。如果表達(dá)式為t r u e,則編譯其后的代碼塊,不對(duì)其它#elif表達(dá)式進(jìn)
行測(cè)試。否則,順序測(cè)試下一塊。
#if expression
statement sequence
#elif expression1
statement sequence
#elif expression2
statement sequence
#elif expression3
statement sequence
#elif expression4
#elif expression3N
statement sequence
#endif
例如:下面程序利用ACTI Ve_ COUNTRY定義貨幣符號(hào)。
#define US 0
#define ENGLAND1
#define FRANCE 2
# define ACTIVE_COUNTRY US
#if ACTIVE_COUNTRY = = US
char currency[ ]=”dollar; “
#elif ACTIVE_COUNTRY= =ENGLAND
char currency[ ]=”pound; “
#else
char currency[ ]=”franc;”
#endif
#if與#elif命令可能一直嵌套到實(shí)現(xiàn)規(guī)定的權(quán)限,其中#endif、#else或#elif與最近#if或#elif關(guān)聯(lián)。例如,下面程序是完全有效的。
#if MAX>100
#if SERIAL_VERSION
int port=198;
#elif
int port=200;
#elif
#else
char out_buffer[100];
#endif
2. # ifdef 和# ifndef
條件編譯的另一種方法是用#ifdef與#ifndef命令,它們分別表示“如果有定義”及“如果無定義”。
# ifdef的一般形式是:
# ifdef macroname
statement sequence
#endif
如果宏名在前面# def i n e語句中已定義過,則該語句后的代碼塊被編譯。
#ifndef的一般形式是:
#ifndef macroname
statement sequence
#endif
如果宏名在#define 語句中無定義,則編譯該代碼塊。
#ifdel 與#ifndef可以用于#else 語句中,但#elif 不行。參見4 – 1 5。
上述代碼打印“ Hi Ted ”及“ RALPH not defined”。如果T E D沒有定義,則顯示“ H i a n y o n e”,后面是“ RALPH not defined”。
可以像嵌套#if 那樣將#ifdef 與#ifndef 嵌套至任意深度。
4.7.6 #undef
命令#undef 取消其后那個(gè)前面已定義過有宏名定義。一般形式為:
#undef macroname
例如:
# define LEN 100
#difine WIDTH 100
char array[LEN][WIDTH];
# undef LEN
# undef WIDTH
/ *at this point both LEN and WIDTH are undefined * /
直到遇到#undef 語句之前, L E N與W I D T H均有定義。
# undef 的主要目的是將宏名局限在僅需要它們的代碼段中。
4.7.7 #line
命令# line改變_LINE_ 與_ F I L E _的內(nèi)容,它們是在編譯程序中預(yù)先定義的標(biāo)識(shí)符。
命令的基本形式如下:
# line number[“filename”]
其中的數(shù)字為任何正整數(shù),可選的文件名為任意有效文件標(biāo)識(shí)符。行號(hào)為源程序中當(dāng)前行號(hào),文件名為源文件的名字。命令# line主要用于調(diào)試及其它特殊應(yīng)用。
例如,下面說明行計(jì)數(shù)從1 0 0開始;printf( ) 語句顯示數(shù)1 0 2,因?yàn)樗钦Z句#line 100后的第3行。
#line 100 /* 初始化行計(jì)數(shù)器* /
main ( ) /* 行號(hào)100 */
{ /* 行號(hào)101 */
p r i n t f ( ” % d n ” ,_ line _ ) ; /* 行號(hào)102 */
}
4.7.8 #pragma
命令#pragma 為實(shí)現(xiàn)時(shí)定義的命令,它允許向編譯程序傳送各種指令。例如,編譯程序可能有一種選擇,它支持對(duì)程序執(zhí)行的跟蹤??捎? p r a g m a語句指定一個(gè)跟蹤選擇。
4.7.9 預(yù)定義的宏名
A N S I標(biāo)準(zhǔn)說明了五個(gè)預(yù)定義的宏名。它們是:
_ line _
_ F I L E _
_ D A T E _
_ T I M E _
_ S T D C _
如果編譯不是標(biāo)準(zhǔn)的,則可能僅支持以上宏名中的幾個(gè),或根本不支持。記住編譯程序也許還提供其它預(yù)定義的宏名。
_ line _及_ F I L E _宏指令在有關(guān)# line的部分中已討論,這里討論其余的宏名。
_ D AT E _宏指令含有形式為月/日/年的串,表示源文件被翻譯到代碼時(shí)的日期。
源代碼翻譯到目標(biāo)代碼的時(shí)間作為串包含在_ T I M E _中。串形式為時(shí):分:秒。
如果實(shí)現(xiàn)是標(biāo)準(zhǔn)的,則宏_ S T D C _含有十進(jìn)制常量1。如果它含有任何其它數(shù),則實(shí)現(xiàn)是非標(biāo)準(zhǔn)的。
注意:宏名的書寫由標(biāo)識(shí)符與兩邊各二條下劃線構(gòu)成。
4.7.10 注釋
在C語言中,所有的注釋由字符/ *開始,以* /結(jié)束。在星號(hào)及斜杠之間不允許有空格。編譯程序忽略注釋開始符到注釋結(jié)束符間的任何文本。例如,下面程序在屏幕上只打印
“h e l l o”。
main ()
{
p r i n t f ( “hello” ) ;
/*printf (“This is a sample to print hell;o”*/)
}
注釋可出現(xiàn)在程序的任何位置,但它不能出現(xiàn)在關(guān)鍵字或標(biāo)識(shí)符中間。
即,注釋x=10+ /*add the numbers */ 5;是有效的,但swi/* this will not work */tch(c){…
是不正確的,因?yàn)镃的關(guān)鍵字不能含有注釋。通常也不希望表達(dá)式中間出現(xiàn)注釋,因?yàn)檫@會(huì)使
意義含混不清。
注釋不可嵌套,即一個(gè)注釋內(nèi)不可含有另一個(gè)注釋。例如,下面代碼段在編譯時(shí)出錯(cuò):
/*this is an outer comment
x = y / a ;
/*this is an inner comment -and causes an error */
* /
當(dāng)需要解釋程序的行為時(shí),注釋應(yīng)簡明扼要。除了最簡單和最直觀的函數(shù)外,都應(yīng)有注釋,在函數(shù)開始處說明其功能,如何調(diào)用以及返回何處。