C語言詳細分析宏定義與預處理命令的應用

2022-07-02 14:00:02

宏定義與預處理命令

預處理階段：處理宏定義與預處理命令；
編譯期：檢查程式碼，分析語法、語意等，最後生成.o或.obj檔案；
連結期：連結所有的.o或.obj檔案，生成可執行檔案。

預處理命令 - 宏定義

定義符號常數

#define PI 3.1415926
#define MAX_N 10000

定義傻瓜表示式

#define MAX(a, b) (a) > (b) ? (a) : (b)
#define S(a, b) a * b

定義程式碼段

為連線符

#define P(a) { 
	printf("%dn", a); 
}

預定義的宏

常見的預定義的宏

宏	說明
__ DATE__	日期：Mmm dd yyyy
__ TIME__	時間：hh:mm:ss
__ LINE__	行號
__ FILE__	檔名
__ func__	函數名/非標準
__ FUNC__	函數名/非標準
__ PRETTY_FUNCTION__	更詳細的函數資訊/非標準

範例：

#include<stdio.h>
int main(){
	//首次編譯的時間
	//[Jun 10 2022 09:46:48]
	printf("[%s %s]n", __DATE__, __TIME__);
	//程式碼行號：檔名：函數名
	//[6 : E:2023考研專業課C語言define.cpp : main]
	printf("[%d : %s : %s]n", __LINE__, __FILE__, __func__);
	return 0;
}

函數 VS 宏定義

作用時期：函數作用在編譯期，宏定義作用在預編譯期；

使用：函數需要利用額外的棧，因此需要額外的時間開銷，相比宏定義更加節約時間但會浪費更多空間；

預處理命令 - 條件式編譯

函數	說明
#ifdef DEBUG	是否定義了BEBUG宏
#ifndef DEBUG	是否沒定義DEBUG宏
#if MAX_N == 5	宏 MAX_N 是否等於5
elif MAX_N == 4	否則宏MAX_N是否等於4
#else
#endif

範例：

#include<stdio.h>
//定義DEBUG宏
#define DEBUG 
//判斷是否定義了DEBUG宏
#ifdef DEBUG
#define MAX_N 1000
#else
#define MAX_N 100
#endif 
int main(){
	int arr[MAX_N + 5] = {0};
	//如果沒定義了DEBUG宏 則結果為 420 個位元組 
	//如果定義了DEBUG宏，則結果為 4020 個位元組 
	printf("sizeof(arr) = %lu n", sizeof(arr)); 
	return 0;
}

範例

沒有BUG的MAX宏

#define MAX(a, b)({
	__typeof(a) _a = a;
	__typeof(b) _b = b;
	_a > _b ? _a:_b;
})

列印LOG的函數，輸出所在函數及行號等資訊

#include<stdio.h>
//開啟log宏
#define DEBUG
//條件式編譯
//變參宏
//args加##後表連線 此時args可為空 
#ifdef DEBUG
#define log(format, args...){
	printf("[%s : %s : %d] ", __FILE__, __func__, __LINE__);
	printf(format, ##args);
	printf("n");
}
#else
#define log(format, args...)
#endif
int main(){
	int a = 123, b = 13;
	//[E:2023考研專業課C語言log.cpp : main : 12] a = 123, b = 13
	log("a = %d, b = %d", a, b);
	//[E:2023考研專業課C語言log.cpp : main : 13] hello
	log("hello");
	return 0;
}

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