2011年軟件水平考試程序員之程序設計知識點30

　　9.1 宏定義

　　宏定義有無參數(shù)宏定義和帶參數(shù)宏定義兩種。

　　無參數(shù)的宏定義的一般形式為

　　# define 標識符 字符序列

　　其中# define之后的標識符稱為宏定義名(簡稱宏名)，要求宏名與字符序列之間用空格符分隔。這種宏定義要求編譯預處理程序?qū)⒃闯绦蛑须S后所有的定名的出現(xiàn)(注釋與字符串常量中的除外)均用字符序列替換之。前面經(jīng)常使用的定義符號常量是宏定義的最簡單應用。如有：

　　# define TRUE 1

　　# define FALSE 0

　　則在定義它們的源程序文件中，凡定義之后出現(xiàn)的單詞TRUE將用1替代之;出現(xiàn)單詞FALSE將用0替代之。

　　在宏定義的#之前可以有若干個空格、制表符，但不允許有其它字符。宏定義在源程序中單獨另起一行，換行符是宏定義的結(jié)束標志。如果一個宏定義太長，一行不夠時，可采用續(xù)行的方法。續(xù)行是在鍵人回車符之前先鍵入符號“\”。注意回車要緊接在符號“\”之后，中間不能插入其它符號。

　　宏定義的有效范圍稱為宏定義名的轄域，轄域從宏定義的定義結(jié)束處開始到其所在的源程序文件末尾。宏定義名的轄域不受分程序結(jié)構(gòu)的影響�？梢杂妙A處理命令#undef終止宏定義名的轄域。

　　在新的宏定義中，可以使用前面已定義的宏名。例如，

　　# define R 2.5

　　# define PI 3.1415926

　　# define Circle 2*PI*R

　　# define Area PI* R * R

　　程序中的Circle被展開為2*3.1415926* 2.5，Area被展開為3.1415926*2.5*2.5。

　　如有必要，宏名可被重復定義。被重復定義后，宏名原先的意義被新意義所代替。

　　通常，無參數(shù)的宏定義多用于定義常量。程序中統(tǒng)一用宏名表示常量值，便于程序前后統(tǒng)一，不易出錯，也便于修改，能提高程序的可讀性和可移植性。特別是給數(shù)組元素個數(shù)一個宏定義，并用宏名定義數(shù)組元素個數(shù)能部分彌補數(shù)組元素個數(shù)固定的不足。

　　注意：預處理程序在處理宏定義時，只作字符序列的替換工作，不作任何語法的檢查。如果宏定義不當，錯誤要到預處理之后的編譯階段才能發(fā)現(xiàn)。宏定義以換行結(jié)束，不需要分號等符號作分隔符。如有以下定定義：

　　# define PI 3.1415926;

　　原希望用PI求圓的周長的語句

　　c=2*PI*r;

　　經(jīng)宏展開后，變成

　　c=2*3.1415926*r;

　　這就不能達到希望的要求。

　　帶參數(shù)宏定義進一步擴充了無參數(shù)宏定義的能力，在字符序列替換同時還能進行參數(shù)替換。帶參數(shù)定定義的一般形式為

　　# define 標識符(參數(shù)表)字符序列

　　其中參數(shù)表中的參數(shù)之間用逗號分隔，字符序列中應包含參數(shù)表中的參數(shù)。在定義帶參數(shù)的宏時，宏名標識符與左圓括號之間不允許有空白符，應緊接在一起，否則變成了無參數(shù)的宏定義。如有宏定義：

　　# define MAX(A，B) ((A) > (B)?(A):(B))

　　則代碼 y= MAX( p+q， u+v)將被替換成 y=((p+q) >(u+v)?(p+q):(u+v)。

　　程序中的宏調(diào)用是這樣被替換展開的，分別用宏調(diào)用中的實在參數(shù)字符序列(如p+q和u+V) 替換宏定義字符序列中對應所有出現(xiàn)的形式參數(shù)(如用p+q替代所有形式參數(shù)A，用u+V替代所有形式參數(shù)B)，而宏定義字符序列中的不是形式參數(shù)的其它字符則保留。這樣形成的字符序列，即為宏調(diào)用的展開替換結(jié)果。宏調(diào)用提供的實在參數(shù)個數(shù)必須與宏定義中的形式參數(shù)個數(shù)相同。

　　注意：宏調(diào)用與函數(shù)調(diào)用的區(qū)別。函數(shù)調(diào)用在程序運行時實行，而宏展開是在編譯的預處理階段進行;函數(shù)調(diào)用占用程序運行時間，宏調(diào)用只占編譯時間;函數(shù)調(diào)用對實參有類型要求，而宏調(diào)用實在參數(shù)與宏定義形式參數(shù)之間沒有類型的概念，只有字符序列的對應關(guān)系。函數(shù)調(diào)用可返回一個值，宏調(diào)用獲得希望的C代碼。另外，函數(shù)調(diào)用時，實參表達式分別獨立求值在前，執(zhí)行函數(shù)體在后。宏調(diào)用是實在參數(shù)字符序列替換形式參數(shù)。替換后，實在參數(shù)字符序列就與相鄰的字符自然連接，實在參數(shù)的獨立性就不一定依舊存在。如下面的宏定義：

　　# define SQR(x) x*x

　　希望實現(xiàn)表達式的平方計算。對于宏調(diào)用

　　P=SQR(y)

　　能得到希望的宏展開p= y*y。但對于宏調(diào)用q=SQR(u+v)得到的宏展開是q=u+V*u+V。顯然，后者的展開結(jié)果不是程序設計者所希望的。為能保持實在參數(shù)替換后的獨立性，應在宏定義中給形式參數(shù)加上括號。進一步，為了保證宏調(diào)用的獨立性，作為算式的宏定義也應加括

　　號。如 SQR宏定義改寫成：

　　# define SQR((x)*(x))

　　才是正確的宏定義。

　　對于簡短的表達式計算函數(shù)，或為了提高程序的執(zhí)行效率、避免函數(shù)調(diào)用時的分配存儲單元、保留現(xiàn)場、參數(shù)值傳遞、釋放存儲單元等工作�？蓪⒑瘮�(shù)定義改寫成宏定義。所以合理使用宏定義，可以使程序更簡潔。

　　9.2 文件包含

　　文件包含預處理命令(簡稱文件包含命令)實現(xiàn)將指定文件的內(nèi)容作為當前源程序的一部分。文件包含預處理命令的一般形式為

　　# include “文件名”。

　　或

　　# include<文件名>

　　文件包含命令為組裝大程序和程序文件復用提供了一種手段。在編寫程序時，習慣將公共的常量定義、數(shù)據(jù)類型定義和全局變量的外部說明構(gòu)成一個源文件。稱這類沒有執(zhí)行代碼的文件為頭文件，并以“.h”為文件名的后綴。其它程序文件凡要用到頭文件中定義或說明的程序?qū)ο髸r，就用文件包含命令使它成為自己的一部分。這樣編程的好處是各程序文件使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和常量，能保證程序的一致性，也便于修改程序。頭文件如同標準零件一樣被其它程序文件使用，減少了重復定義的工作量。

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