#C语言——学习攻略：攻克预处理（上），根本不在话下！

晨非辰Tong

发布于 2025-12-23 13:40:24

1010

文章被收录于专栏：C++C++

1. 预定义符号

--C语言设置了预定义符号，直接使用（预处理符号在预处理阶段处理）。

__FILE__//进行编译的源文件
__LINE__//文件当前行号
__DATE__//文件编译的日期
__TIME__//文件编译的时间
__STDC__//若编译器遵循标准c，值为1，否则未定义

//使用
int main()
{
	printf("%s\n", __FILE__);
	printf("%d\n", __LINE__);
	printf("%s\n", __DATE__);
	printf("%s\n", __TIME__);
	return 0;
}

2. #define 定义常量（命名约定）

//基本形式
#define NAME STUFF

NAME：宏的名称,通常使用全大写字母和下划线来命名.（函数名不要全大写）
STUFF：替换体,代表将要替换 NAME 的任何文本。

//例子
#define MAX 1000
#define reg register//register关键词，更简短的形式代替
#define do_forever for(;;)//替换死循环
#define CASE break;case //switch预语句，写case自动加上break
#define DEBUG_PRINT printf( "file:%s\t  line:%d\t  date:%s\t  time:%s\n",\
							__FILE__,__LINE__,\
							__DATE__,__TIME__)

--对于最后一条，原因代码太长，为了全部展现在要分行处的末尾紧跟着加 ' \ '（不能有空格）

--那为什么不在定义语句后面加分号？

#define MAX 1000
#define MAX 1000;

--由于宏定义本身特点，会将STUFF出的内容全部展现，包括' ; ',可能导致语句出现两个分号，出现错误。

3. #define 定义宏

3.1 方法、注意事项

--#define机制包括一个规定，允许将参数替换到文本中，通常称为宏或定义宏。

//形式
#define NAME(parament-list) STUFF

--( parament-list )是由逗号隔开的符号表，它们可能出现在stuff中。 --括号紧挨NAME，两者之间有任何空白存在，参数列表会被解释为stuff的一部分（相当与定义宏常量）。

--错误1：

#define SQUARE(x) x*x
int main()
{
	int a = 5;
	int ret1 = SQUARE(a);//25
	//宏接受参数a-5，5*5再替换宏，得到ret1 = 25

	int ret2 = SQUARE(a+1);//11
	//为什么不输出36？
	//接收后形式：a + 1 * a + 1；优先级——>先乘法，再加法
	printf("%d\n%d\n", ret1, ret2);
	return 0;
}

--解决：

#define SQUARE(x) (x)*(x)
//先给宏定义文本个体加括号，解决优先级问题

int main()
{
	int a = 5;
	int ret1 = SQUARE(a);//25
	
	int ret2 = SQUARE(a+1);//36
	printf("%d\n%d\n", ret1, ret2);
	return 0;
}

--错误2：

#define DOUBLE(X) (X)+(X)

int main()
{
	int a = 5;
	int ret = 10 * DOUBLE(a);//55
    //为什么不输出100？
    //接收形式：10 * 5 + 5，又是优先级问题
    
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

--解决：

#define DOUBLE(X) ((X)+(X))
//文本整体再加括号

int main()
{
	int a = 5;
	int ret = 10 * DOUBLE(a);//100
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

3.2 副作用的宏

--当宏参数在宏定义中出现超过一次时，若参数有副作用，那在用宏时可能出现危险，导致错误。副作用就是表达式求值的时候出现的永久性效果（改变了参数数值）。

//比如简单的+1操作
x + 1//正常
x++//副作用，改变了x值

#include<stdio.h>
#define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
int main()
{
	int x = 5;
	int y = 8;
	int z = MAX(x++, y++);
	printf("x=%d y=%d z=%d", x, y, z);
	return 0;
}

副作用 --首先 z 经预处理后：z = ((x++) > (y++) ? (x++) : (y++));——>先比较x、y值。 --由于是后置操作，先使用在操作，x、y值都+1后进行——>x = 6,y = 9，z = 9。 --最后y在进行后置操作，y = 10。 （对于函数则是先计算完再传参）

3.3 宏替换规则

--程序中拓展#define定义符号和宏时，有几个步骤：

调用宏时，先对参数进行检查，是否包含任何由#define定义的符号，有——>被替换。
替换文本（STUFF）被插入到程序中原来文本(NAME)位置，对于宏——>参数名被值替换。
最后再次对操作过的文件进行扫描，检查是否含任何由#define定义的符号，有——>重复以上流程。

--注意：

宏参数和#define 定义中可出现其他#define定义的符号。但对于宏，不能出现递归。
当预处理器搜索#define定义的符号时，字符串常量的内容不被搜索。

//解释字符串内容不被搜索
#define M 100
int main()
{
	int ret = M;
	printf("M:%d\n", M);
	return 0;
}

输出：M：100

4. 宏对比函数

--宏被应用于简单的运算：

//找出两值的较大值
#define MAX(a, b) ((a) > (b)?(a):(b))
int main()
{	
	int a = 6;
	int b = 2;
	int ret = MAX(a, b);
	printf("MAX:%d\n", ret);
	return 0;
}

--为什么用宏？不用函数？

用于调函数、函数返回的代码可能比实际执行这个小型计算工作所需时间更多。所以宏比函数在程序规模和速度方面更优。
更重要是函数的参数必须声明为特定类型，则函数只能在类型合适表达式上用。反之宏可以用于整形、长整型、浮点型等可以用 " > " 来比较的类型。宏的参数与类型无关。

--劣势：

每次用宏时，一份宏定义的代码插到程序中。除宏比较短外，则可能大幅度增加程序长度。
宏无法调试。
宏由于类型无关——>不严谨。
宏会带来运算符优先级问题，处理不当会出错。

--对比表：

属性	#define定义宏	函数
代码长度	每次使用，宏代码会插入到程序。除了非常小的宏外，程序长度被大幅增长	函数代码只出现一个地方；每次使用时，调用那地方的同份代码
执行速度	更快	存在函数的调用和返回的额外开销，相对慢
操作符优先级	宏参数的求值是在周围所有表达式的上下文环境里，除非加上括号，否则邻近操作符优先级会产生与预想不同，建议写宏时多写括号	函数参数只在函数调用时求值一次，结果值传给函数，表达式求值结果易预测
副作用参数	参数可能被替换到宏体中多个位置，若宏参数被多次计算，带有副作用的参数求值可能产生不可预料的结果	函数参数只在传参时求值一次，结果易控制
参数类型	宏参数与类型无关，只要对参数的操作是合法的，就可以用于任何类型	函数参数和函数类型有关，参数类型不同，需要不同函数，即使执行的任务是不同的
调试	不方便调试	可以逐语句调试
递归	不可以	可以