【C语言预处理详解(下)】--#和##运算符，命名约定，命令行定义 ，#undef，条件编译，头文件的包含，嵌套文件包含，其他预处理指令

news2025/6/6 20:12:28

目录

五.#和##运算符

 5.1--#运算符

5.2--##运算符

六.命名约定，#undef，命令行定义

6.1--命名约定

6.2--#undef 

6.3--命名行定义

七.条件编译 

常见的条件编译指令： 

1.普通的条件编译：

2.多个分支的条件编译(可以利用条件语句来辅助理解)：

3.判断是否被定义： 

4.嵌套指令：

八.头文件的包含

8.1--头文件被包含的方式：

 8.1.1--本地文件包含

8.1.2--库文件包含

 8.2--嵌套文件包含

九.其他预处理指令 

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五.#和##运算符

 5.1--#运算符

#运算符将宏的⼀个参数转换为字符串字⾯量。它仅允许出现在带参数的宏的替换列表中。

#运算符所执⾏的操作可以理解为”字符串化“。

当我们有⼀个变量 int a = 10; 的时候，我们想打印出： the value of a is 10 .

可以如下这样写：
# define PRINT(n) printf( "the value of " #n " is "  format  "\n" , n);

 具体代码演示：

#include<stdio.h>
#define PRINT(n, format)  printf("the value of "#n" is "format"\n", n)

int main()
{


	int a = 10;
	//printf("the value of a is %d\n", a);
	PRINT(a, "%d");

	float f = 3.14f;
	//printf("the value of f is %f\n", f);
	PRINT(f, "%f");


	return 0;
}

我们在这里主要分析一下变量a，我们定义好宏后，用上面的方式去调用它，我们把a替换到了宏的体内，就出现了#a，而#a转换为"a"这一字符串，然后format也被"%d"替换。

 我们还是看看PRINT(a, "%d");这一代码预处理之后的形式:

printf ( "the value of " "a" " is "  "%d" "\n" , a);

运行代码就得出来我们想要的结果。

5.2--##运算符

## 可以把位于它两边的符号合成⼀个符号，它允许宏定义从分离的⽂本⽚段创建标识符。 ## 被称
为记号粘合
这样的连接必须产⽣⼀个合法的标识符。否则其结果就是未定义的。
这⾥我们想想，写⼀个函数求2个数的较⼤值的时候，不同的数据类型就得写不同的函数。
比如：
int int_max ( int x, int y)
{
     return x > y ? x : y;
}
float float_max ( float x, float y)
{
     return x > y ? x : y;
}

反复这样写形式差不多的函数太繁琐了，于是我们定义了如下所示的一个宏:

// 宏定义
# define GENERIC_MAX(type) \
type type##_max(type x, type y)\
{ \
    return (x>y?x:y); \
}

 我们来使用这个宏，定义不同函数试试：

GENERIC_MAX( int ) // 替换到宏体内后 int##_max ⽣成了新的符号 int_max 做函数名
GENERIC_MAX( float ) // 替换到宏体内后 float##_max ⽣成了新的符号 float_max 做函数名
int main ()
{
     // 调⽤函数
     int m = int_max( 8 , 9 );
     printf ( "%d\n" , m);
     float fm = float_max( 6 .5f , 8 .5f );
     printf ( "%f\n" , fm);
     return 0 ;
}

最终代码实现: 

#include<stdio.h>
#define GENERIC_MAX(type) \
type type##_max(type x, type y)\
{ \
    return (x>y?x:y); \
}

GENERIC_MAX(int) //替换到宏体内后int##_max ⽣成了新的符号 int_max做函数名
GENERIC_MAX(float) //替换到宏体内后float##_max ⽣成了新的符号 float_max做函数名
int main()
{
	//调⽤函数
	int m = int_max(8, 9);
	printf("%d\n", m);
	float fm = float_max(6.5f, 8.5f);
	printf("%f\n", fm);

	return 0;
}

 这里简单的举个例子帮助大家理解一下##运算符的使用，还想要更深入了解的可以去查阅一下相关资料来学习。

六.命名约定，#undef，命令行定义

6.1--命名约定

⼀般来讲函数和宏的使⽤语法很相似。所以语⾔本⾝没法帮我们区分⼆者。
我们的习惯写法是：
  • 把宏名全部⼤写
  • 函数名不要全部⼤写

6.2--#undef 

--我们通常用这条指令去移除一个宏定义

# undef NAME
// 如果现存的⼀个名字需要被重新定义，那么它的旧名字⾸先要被移除。

我们来看两个实际例子直观的了解一下它的使用： 

例一：

#include <stdio.h>

#define M 100

int main()
{
	printf("%d\n", M);
#undef M

#define M 1000
	printf("%d\n", M);

	return 0;
}

 例二：

#include<stdio.h>
#define SQUARE(x) ((x) * (x))

int main() 
{
	int a = 10;
	int ret=SQUARE(a);
	printf("%d\n", ret);
#undef SQUARE(x)

#define SQUARE(x) ( ( x ) + ( x ) )
	int ret2 = SQUARE(a);
	printf("%d\n", ret2);
	
}

6.3--命名行定义

许多C 的编译器提供了⼀种能⼒，允许在命令⾏中定义符号。⽤于启动编译过程。
例如：当我们根据同⼀个源⽂件要编译出⼀个程序的不同版本的时候，这个特性有点⽤处。（假定某个程序中声明了⼀个某个⻓度的数组，如果机器内存有限，我们需要⼀个很⼩的数组，但是另外⼀个机器内存⼤些，我们需要⼀个数组能够⼤些。）
我们可以通过下面这种方式来实现，这里建议大家使用vs code配置相应的环境来进行操作： 
#include <stdio.h>
int main()
{
	int array[ARRAY_SIZE];
	int i = 0;
	for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++)
	{
		array[i] = i;
	}
	for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++)
	{
		printf("%d ", array[i]);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

编译指令(linux环境演示)：

//linux 环境演⽰
gcc -D ARRAY_SIZE=10 programe.c

七.条件编译 

--在编译⼀个程序的时候我们如果要将⼀条语句（⼀组语句）编译或者放弃是很⽅便的，因为我们有条件编译指令。
比如： 调试性的代码，删除可惜，保留⼜碍事，所以我们可以选择性的编译。 
#include <stdio.h>
#define __DEBUG__
int main()

{
	int i = 0;
	int arr[10] = { 0 };
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		arr[i] = i;
#ifdef __DEBUG__//如果定义了就可以打印数组
		printf("%d\n", arr[i]);//为了观察数组是否赋值成功。
#endif //__DEBUG__
	}
	return 0;
}

常见的条件编译指令： 

1.普通的条件编译：

# if 常量表达式
             //...
# endif
// 常量表达式由预处理器求值。
如：
# define __DEBUG__ 1
# if __DEBUG__
                 //..
# endif

2.多个分支的条件编译(可以利用条件语句来辅助理解)：

 #if 常量表达式

               //...
# elif 常量表达式
              //...
# else
             //...
# endif

3.判断是否被定义： 

//如果被定义了就继续
# if defined(symbol)
# ifdef symbol
//如果没被定义就继续
# if !defined(symbol)
# ifndef symbol

4.嵌套指令：

# if defined(OS_UNIX)
            # ifdef OPTION1
                      unix_version_option1();
            # endif
            # ifdef OPTION2
                       unix_version_option2();
            # endif
# elif defined(OS_MSDOS)
            # ifdef OPTION2
                       msdos_version_option2();
            # endif
# endif

八.头文件的包含

8.1--头文件被包含的方式：

 8.1.1--本地文件包含

1.  #include "filename"

查找策略：
  • 先在源⽂件所在⽬录下查找，如果该头⽂件未找到，编译器就像查找库函数头⽂件⼀样在标准位置查找头⽂件。
  • 如果找不到就提示编译错误。
Linux环境的标准头⽂件的路径：
1.   /usr/include

VS环境的标准头⽂件的路径： 

 1.  C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 12.0\VC\include

 2.  // 这是 VS2013 的默认路径

我们这里注意一下，要按照自己的安装路径去找。

8.1.2--库文件包含

1.  #include <filename.h> 

查找头⽂件直接去标准路径下去查找，如果找不到就提⽰编译错误。
这样是不是可以说，对于库⽂件也可以使⽤ " "  的形式包含？
答案是肯定可以的，但是这样做查找的效率就低一些，而且这样也不容易区分是库⽂件还是本地⽂件 了。

 8.2--嵌套文件包含

我们已经知道， #include 指令可以使另外⼀个⽂件被编译。就像它实际出现于 #include 指令的地⽅⼀样。

这种替换的⽅式很简单：预处理器先删除这条指令，并⽤包含⽂件的内容替换。

⼀个头⽂件被包含10次，那就实际被编译10次，如果重复包含，对编译的压⼒就⽐较⼤了。

我们来看看实际例子吧~

test.c：

#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"

int main()
{
	return 0;
}

test.h: 


void test();

struct Stu
{
    char name[20];
	int age;
    float score;
	
};
如果直接这样写，test.c⽂件中将test.h包含8次，那么test.h⽂件的内容将会被拷⻉8份在test.c中。
如果test.h ⽂件⽐较⼤，这样预处理后代码量会剧增。如果⼯程⽐较⼤，有公共使⽤的头⽂件，被⼤家都能使⽤，⼜不做任何的处理，那么后果不堪设想。
那我们如何解决头⽂件被重复引⼊的问题呢？ 答案就是使用条件编译。

这里给大家分享两种方法：

方法一：在每个文件的开头写如下内容

# ifndef __TEST_H__
# define __TEST_H__
// 头⽂件的内容
# endif 

这个方式首先判断test.h有没有被定义，如果没有就定义一次，这样之后下次再重复出现test.h也没有用了，不符合这里的条件判断，所有可以有效的避免头文件的重复引入。 

方法二：新式的现代写法 

# pragma once

利用这种方式同样也可以有效的避免头文件的重复引入，更简洁一点。 

注意：这里给大家推荐一下《⾼质量C/C++编程指南》中附录的考试试卷的两个笔试题

  • 头⽂件中的 ifndef/define/endif是⼲什么⽤的?
  • #include <filename.h> 和 #include "filename.h" 有什么区别?

如果大家有兴趣的话可以在评论区留言后私信我，我把这本书分享给大家，这其中附录的考试试卷很有参考价值，比较重要。

九.其他预处理指令 

#error

#pragma

# line
...
这里就不做介绍了，感兴趣的可以⾃⼰去了解一下，建议参考《C语⾔深度解剖》学习。
# pragma pack() //在结构体部分介绍过，这个指令可以改变编译器的默认对齐数

往期回顾： 

【C语言预处理详解(上)】--预定义符号，#define定义常量，#define定义宏，带有副作用的宏参数，宏替换的规则，宏和函数的对比

【C语言编译与链接】--翻译环境和运行环境，预处理，编译，汇编，链接

【通关文件操作(上)】--文件的意义和概念，二进制文件和文本文件，文件的打开和关闭，文件的顺序读写 【通关文件操作(下)】--文件的顺序读写(续)，sprintf和sscanf函数，文件的随机读写，文件缓冲区，更新文件

结语:本篇文章就到此结束了，继前面一篇文章后,在此篇文章中给大家分享了预处理详解中的剩余知识点，如#和##运算符，命名约定，命令行定义 ，#undef，条件编译，头文件的包含，嵌套文件包含，其他预处理指令等，到此C语言专栏的知识点分享也差不多结束了，后续笔者还会继续分享其它的内容，如果文章对你有帮助的话，欢迎评论，点赞，收藏加关注，感谢大家长久以来的支持。

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