C語言零基礎徹底掌握預處理上篇
1、#define的深度認識
1.1 數值宏常量
宏定義數值常量相信大傢都不陌生，相信很多小夥伴用過，這裡我們就簡單的提一下，我們前面也講過，#define 本質上是替換，它可以出現在代碼的任何地方，也可以把任何東西都定義成宏，編譯器會在預編譯的時候進行替換掉，舉例：
#dfeine PI 3.1415926
這樣在以後的代碼中你就可以用 PI 來代替 3.1415926 那麼這樣做的好處是什麼呢？假設在未來的某一天，你要提升這個精度，如果你代碼中出現 3.1415926 過多的話，你提升精度還得一個個修改， 如果使用宏定義的話，你隻需要改一次即可。
1.2 字符串宏常量
除瞭宏定義常量之外，還經常用來定義字符串，特別是路徑：
① #define PATH_1 D:\code\lesson1\test
②#define PATH_1 "D:\code\lesson1\test"
以上哪個是正確的呢？如果覺得太長還可以用續行符：
③ #define PATH_1 "D:\code\lesson1\\test"
很顯然第一個肯定是不對的，字符串需要用 "" 引起來，第三個也不對，第二個呢？我們去實踐證明下（以上寫法都不推薦！）：
在Linux平臺環境下：
在Windows環境下：
很顯然他們都有同樣的警告，都是未知轉義序列，也無法正確打印出我們的路徑，在前面我們講到，' \ ' 是轉義字符，當我們要打印路徑的時候需要用轉義字符 ' \ ' 去還原 ' \ ' 的字面意思，所以這裡打印路徑要用 \\ ！
註意：Windows路徑分隔是用 ' \ '，而Linux路徑分隔是用 ' / '，所以如上測試用例改成 ' / ' 的話是不會報警告的。
所以要正確的打印如上用例應該這樣寫：
//不使用續行符 #define PATH_1 "D:\\code\\lesson1\\test" //使用續行符 #define PATH_1 "D:\\code\\lesson1\\\test"
1.3 用宏充當註釋符號
因為 Linux 環境能直接查看預處理過程，便於我們驗證，所以我們下邊會在 Linux 環境下測試。
我們先簡單瞭解下程序的翻譯過程：
- 預處理-E：頭文件展開，去註釋，宏替換，條件編譯…
- 編譯-S：將預處理後的C語言翻譯成匯編語言
- 匯編-c：將匯編語言轉化為可目標二進制文件( 可被鏈接 )
- 鏈接：將目標二進制文件與相關庫鏈接，形成可執行程序
這裡我們來看一段用宏充當註釋符號的代碼：
#include <stdio.h>
#define BSC //
int main()
{
BSC printf("hello world\n");
printf("you can see me!\n");
return 0;
}
這裡我們要探討一個什麼問題呢？如果替換成功，則不會執行第一個函數，如果替換失敗，則我們會看到兩行打印：
這究竟是為什麼呢？我們可以執行：
[lwp@localhost code]$ gcc -E test.c -o test.i
把預處理後的結果保留下來為 test.i 文件，接著我們可以去用 vim 編輯器查看一下它與源文件的區別在哪，究竟是如何替換的：
通過上圖我們可以發現，在預處理之後的文件中，並沒有去成功通過宏替換註釋掉第一個 printf 函數，由此可見，在預處理階段，是先執行去掉註釋，然後在進行宏替換，如上代碼，本質是直接定義瞭一個空宏，我們特別不推薦這樣寫代碼！(C語言註釋風格也一樣不行，感興趣可以下去嘗試下)
1.4 用宏替換多條語句
先看一段代碼：
#include <stdio.h>
#define INIT_VALUE(a, b) a = 0; b = 0;
int main()
{
int flag = 0;
scanf("%d", &flag);
int a = 100;
int b = 200;
if (flag)
INIT_VALUE(a, b);
else
printf("%d, %d\n", a, b);
return 0;
}
我想請問，這段代碼有問題嗎？應該如何改進呢？這段代碼明顯是編譯不會通過的，但是可以通過執行預處理指令，發現預處理並沒有出問題，那麼，我們可以看一下預處理之後的結果與源文件的區別在哪：
通過預處理之後的結果我們可以看到，宏替換多瞭一個分號。於是有小夥伴就討論出來如下三種解決方法：
- 去掉宏定義的最後一個分號
- 規范代碼風格，給 if 和 else 加上大括號
- 給宏定義要替換的部分用大括號括起來
第一種解決方法肯定是不行的，去掉最後一個分號並不能解決問題，if else 在沒有大括號的情況下後面隻能跟一條語句，所以第一條行不通。
第二種解決方案看似不錯，但是我們有沒有想過，並不是所有人都會有良好的代碼風格，我們作為程序員，寫出的宏應該具有健壯性，所以第二條不可取。
第三種解決方案我們看著好像靠譜，但是我們通常寫完一條語句中後面都會帶上分號，那可想而知會出現這種情況：{a = 0, b = 0;}; 大括號外是不能跟分號的，所以這個方法也不可取!
最好的解決方法是什麼呢？使用 do while 結構：
#include <stdio.h>#define INIT_VALUE(a, b) do{a = 0; b = 0;}while(0)int main(){ int flag = 0; scanf("%d", &flag); int a = 100; int b = 200; if (flag) INIT_VALUE(a, b); else printf("%d, %d\n", a, b); return 0;}#include <stdio.h>
#define INIT_VALUE(a, b) do{a = 0; b = 0;}while(0)
int main()
{
int flag = 0;
scanf("%d", &flag);
int a = 100;
int b = 200;
if (flag)
INIT_VALUE(a, b);
else
printf("%d, %d\n", a, b);
return 0;
}
循環會被看成一條復合語句，所以 if 不帶大括號也沒事(建議帶上)，這樣我們的宏就會更健壯，也不會出錯，同時你也可以在中間添加續行符，讓他們的格式更清晰！同時我也有個小建議，宏定義的結尾最好都不要帶分號。
結論： 當我們需要宏進行多條語句替換的時候，推薦使用 do-while-zero結構。
1.5 宏定義的使用建議
【建議1】在宏定義體的結尾省略分號。
【建議2】函數宏的調用不能省略參數。
【建議3】函數宏的定義中，每個參數都應該以小括號括起來，避免替換之後出現優先級的問題。
2、#undef 撤銷宏
2.1 宏的定義位置和有效范圍
第一個問題，宏定義的位置有限制要求嗎？
答案：源文件的任何地方，宏都可以定義，與是否在函數內外無關。
第二個問題，宏的有效范圍有多大呢？
#include <stdio.h>
void test()
{
printf("test: %d\n", M);
}
int main()
{
test();
#define M 10
printf("main: %d\n", M);
return 0;
}
這段代碼我們就發現編譯不通過瞭，那麼我們來進入預處理文件來對比下源文件：
答案：宏的作用范圍，從定義處開始，往後都是有效的！
2.2 宏的取消
這裡我們用一個例子就能很好的證明瞭：
#include <stdio.h>
#define M 10
int main()
{
printf("%d\n", M);
#undef M
printf("undef: %d\n", M);
return 0;
}
我們來查看如上代碼的預處理之後的結果：
結論：undef 是取消宏的意思，可以用來限定宏的有效范圍！
2.3 一道筆試題
#include <stdio.h>
int main()
{
#define X 3
#define Y X*2
#undef X
#define X 2
int z = Y;
printf("%d\n", z);
return 0;
}
請問小夥伴們，這段代碼打印什麼？
這裡我就不截圖給大傢看瞭，感興趣的可以自行下去敲一敲，經過Linux平臺和windows平臺的測試，最終打印的都是 4，因為編譯器都是從上到下掃描代碼的，以最近的宏定義為準。
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