2010年高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(9)

　　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(biāo)識(shí)符 字符序列

　　其中# define之后的標(biāo)識(shí)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(yù)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(hào)常量是宏定義的最簡單應(yīng)用。如有：

　　# define TRUE 1轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

　　# 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(gè)空格、制表符，但不允許有其它字符。宏定義在源程序中單獨(dú)另起一行，換行符是宏定義的結(jié)束標(biāo)志。如果一個(gè)宏定義太長，一行不夠時(shí)，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(hào)“\”。注意回車要緊接在符號(hào)“\”之后，中間不能插入其它符號(hào)。

　　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(yù)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(fù)定義。被重復(fù)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(cuò)，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(gè)數(shù)一個(gè)宏定義，并用宏名定義數(shù)組元素個(gè)數(shù)能部分彌補(bǔ)數(shù)組元素個(gè)數(shù)固定的不足。

　　注意：預(yù)處理程序在處理宏定義時(shí)，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(dāng)，錯(cuò)誤要到預(yù)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(hào)等符號(hào)作分隔符。如有以下定定義：轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

　　# 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(dá)到希望的要求。

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

　　# define 標(biāo)識(shí)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(hào)分隔，字符序列中應(yīng)包含參數(shù)表中的參數(shù)。在定義帶參數(shù)的宏時(shí)，宏名標(biāo)識(shí)符與左圓括號(hào)之間不允許有空白符，應(yīng)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(shí)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(duì)應(yīng)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(shí)在參數(shù)個(gè)數(shù)必須與宏定義中的形式參數(shù)個(gè)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(yùn)行時(shí)實(shí)行，而宏展開是在編譯的預(yù)處理階段進(jìn)行;函數(shù)調(diào)用占用程序運(yùn)行時(shí)間，宏調(diào)用只占編譯時(shí)間;函數(shù)調(diào)用對(duì)實(shí)參有類型要求，而宏調(diào)用實(shí)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(duì)應(yīng)關(guān)系。函數(shù)調(diào)用可返回一個(gè)值，宏調(diào)用獲得希望的C代碼。另外，函數(shù)調(diào)用時(shí)，實(shí)參表達(dá)式分別獨(dú)立求值在前，執(zhí)行函數(shù)體在后。宏調(diào)用是實(shí)在參數(shù)字符序列替換形式參數(shù)。替換后，實(shí)在參數(shù)字符序列就與相鄰的字符自然連接，實(shí)在參數(shù)的獨(dú)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(shí)現(xiàn)表達(dá)式的平方計(jì)算。對(duì)于宏調(diào)用

　　P=SQR(y)

　　能得到希望的宏展開p= y*y.但對(duì)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(shè)計(jì)者所希望的。為能保持實(shí)在參數(shù)替換后的獨(dú)立性，應(yīng)在宏定義中給形式參數(shù)加上括號(hào)。進(jìn)一步，為了保證宏調(diào)用的獨(dú)立性，作為算式的宏定義也應(yīng)加括

　　號(hào)。如 SQR宏定義改寫成：

　　# define SQR((x)*(x))

　　才是正確的宏定義。轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

　　對(duì)于簡短的表達(dá)式計(jì)算函數(shù)，或?yàn)榱颂岣叱绦虻膱?zhí)行效率、避免函數(shù)調(diào)用時(shí)的分配存儲(chǔ)單元、保留現(xiàn)場、參數(shù)值傳遞、釋放存儲(chǔ)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(yù)處理命令(簡稱文件包含命令)實(shí)現(xiàn)將指定文件的內(nèi)容作為當(dāng)前源程序的一部分。文件包含預(yù)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(fù)用提供了一種手段。在編寫程序時(shí)，習(xí)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(gè)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(shí)，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(biāo)準(zhǔn)零件一樣被其它程序文件使用，減少了重復(fù)定義的工作量。

　　9.3 條件編譯

　　條件編譯是指在編譯一個(gè)源程序文件時(shí)，其中部分代碼段能根據(jù)條件成立與否有選擇地被編譯。即編譯程序只編譯沒有條件或條件成立的代碼段，而不編譯不滿足條件的代碼段。

　　條件編譯為組裝與環(huán)境有關(guān)的大程序提供有力的支持，能提高程序的可移植性和可維護(hù)性。通常在研制程序系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)者將所有與環(huán)境有關(guān)的內(nèi)容編寫成獨(dú)立的程序段，并將它們配上相應(yīng)的條件編譯命令。因環(huán)境不同等原因，只要設(shè)定相應(yīng)條件，就能組裝出適應(yīng)環(huán)境要求的新程序。

　　條件編譯命令主要有三種相似的形式。

　　(1) #if 表達(dá)式轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

　　程序段1

　　# else

　　程序段2

　　# endif

　　其中表達(dá)式為常量表達(dá)式，其意義是當(dāng)指定的表達(dá)式值為非零時(shí)，程序段1參與編譯，程序段2不參與編譯;否則，反之。

　　這種形式的條件編譯命令使預(yù)處理程序能根據(jù)給定的條件確定哪個(gè)程序段參與編譯，哪個(gè)程序段不參與編譯。

　　在上述一般形式中，當(dāng)程序段2不出現(xiàn)時(shí)，也可簡寫為

　　#if 表達(dá)式

　　程序段

　　# endif

　　條件編譯與if語句有重要區(qū)別：條件編譯是在預(yù)處理時(shí)判定的，不產(chǎn)生判定代碼，其中一個(gè)不滿足條件的程序段不參與編譯，不會(huì)產(chǎn)生代碼;且語句是在運(yùn)行時(shí)判定的，且編譯產(chǎn)生判

　　定代碼和兩個(gè)分支程序段的代碼。因此，條件編譯可減少目標(biāo)程序長度，能提高程序執(zhí)行速度。但條件編譯只能測試常值或常量表達(dá)式，而且語句能對(duì)表達(dá)式作動(dòng)態(tài)測試。

　　條件編譯預(yù)處理命令也可呈嵌套結(jié)構(gòu)。特別是為了便于描述# else后的程序段又是條件編譯情況，引人須處理命令符# elif.它的意思就是# else #if.所以條件編譯須處理命令更一般的形式為

　　# if 表達(dá)式 1轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

　　程序段1

　　# elif 表達(dá)式 2

　　程序段2

　　# elif 表達(dá)式 n

　　程序段n

　　# else

　　程序段 n+l

　　# endif

　　(2) # ifdef 標(biāo)識(shí)符

　　程序段1

　　# else

　　程序段2

　　# endif

　　其中標(biāo)識(shí)符是一個(gè)宏名，上述意義是當(dāng)宏名已被定義，則程序段里參與編譯，程序段2不參與編譯;否則，反之。這里的程序段可以是任何C代碼行，也可以包含預(yù)處理命令行。其中的標(biāo)識(shí)符只要求已定義與否，與標(biāo)識(shí)符被定義成什么是無關(guān)的。如標(biāo)識(shí)符只用于這個(gè)目的，常用以下形式的宏定義來定義這類標(biāo)識(shí)符：

　　# define 標(biāo)識(shí)符轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

　　即標(biāo)識(shí)符之后為空，直接以換行結(jié)束該宏定義命令。

　　在上述一般形式中，如果程序段2為空，則可簡寫成如下一般形式：

　　# ifdef 標(biāo)識(shí)符

　　程序段

　　# endif

　　條件編譯主要作用是能提高程序的通用性，應(yīng)用于不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)編譯不同的源程序段。條件編譯另一種應(yīng)用是在程序中插入調(diào)試狀態(tài)下輸出中間結(jié)果的代碼。如：

　　# ifdef DEBUG

　　printf(“a=%d， b=%d \n”， a， b);

　　# endif

　　程序在調(diào)試狀態(tài)下與包含宏定義命令

　　# define BEBUG

　　的頭文件一起編譯;在要獲得最終目標(biāo)程序時(shí)，不與包含該宏定義命令的頭文件一起編譯。這樣，在調(diào)試通過后，不必再修改程序，已獲得了正確的最終程序。為了日后程序維護(hù)，將調(diào)試時(shí)使用的程序代碼留在源程序中是專業(yè)程序員習(xí)慣采用的方法。因?yàn)檫@些代碼的存在不影響最終目標(biāo)碼，但有助于日后修改程序時(shí)的調(diào)試需要。

　　(3) # ifndef 標(biāo)識(shí)符

　　程序段1

　　# else

　　程序段2

　　# endif

　　這種條件編譯形式與前面介紹的形式的唯一差異是第一行的ifdef改為ifndef.其意義是當(dāng)標(biāo)識(shí)符末被定義時(shí)，程序段1參與編譯，程序段2不參與編譯;否則，反之。在上述形式中，當(dāng)程序段2不出現(xiàn)時(shí)，可簡寫成：

　　# infdef 標(biāo)識(shí)符

　　程序段

　　# endif轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

　　9.4 帶參數(shù)的主函數(shù)

　　在操作系統(tǒng)下執(zhí)行某個(gè)C程序，是環(huán)境對(duì)C程序的啟動(dòng)，可以看作是對(duì)該程序的main()函數(shù)的調(diào)用。main()函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，控制返回環(huán)境。為能從環(huán)境向C程序傳遞信息，啟動(dòng)C程序的命令行可帶有任選的參數(shù)。命令行的一般形式為

　　程序名 參數(shù)1 參數(shù)2……參數(shù)n

　　其中程序名和各參數(shù)之間用空白符分隔。

　　為能讓main()函數(shù)讀取命令行中的參數(shù)，環(huán)境將多個(gè)參數(shù)以兩個(gè)參數(shù)形式傳遞給main()函數(shù)、其中第一個(gè)參數(shù)(習(xí)慣記作argc) 表示命令行中參數(shù)的個(gè)數(shù)(包括程序名);第二個(gè)參數(shù)(習(xí)慣記作argv)是一個(gè)字符指針數(shù)組。其中argv[0] 指向程序名字符串的第一個(gè)字符，argv[1]指向參數(shù)1字符串的第一個(gè)字符，…，argv[argc-1] 指向最后一個(gè)參數(shù)字符串的第一個(gè)字符。如果利因山等于1，則表示程序名后面沒有參數(shù)。下面的例子用于說明main()函數(shù)對(duì)參數(shù)argc

　　與argv的引用方法。

　　「例9.l」 回打啟動(dòng)程序時(shí)的命令行各參數(shù)。

　　# include

　　void main(int argc， char *argv[] /* 或char **argv; */)

　　{ int k;

　　for( k=l; k

　　printf(“%c”，argv[k]，k

　　printf(“\n\n”);

　　}

　　如上述程序的執(zhí)行程序名為echopro.exe，執(zhí)行該程序的命令行為：

　　echopro Hello world!

　　則程序?qū)⑤敵?font color="#f1f6fc">轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

　　Hello world!

　　在以上命令行中，根據(jù)約定，main()函數(shù)的參數(shù)argc的值為3;argv[0]，argv[1]，argv[2]分別指向字符串“echopro”、“Hello”、“world!”的第一個(gè)字符。在程序的printf()函數(shù)調(diào)用中，字符輸出格式%c輸出一個(gè)字符，若是已輸出了命令行最后一個(gè)參數(shù)，該格式將輸出一個(gè)換行符，若是輸出其它參數(shù)，則輸出一個(gè)空白符。

　　因函數(shù)的數(shù)組參數(shù)是指向數(shù)組首元素的指針變量，所以在主函數(shù)main()中可對(duì)argv施行增量運(yùn)算。例如，在argv[0]指針指向程序名字符串的第一個(gè)字符情況下，對(duì)argv施增量運(yùn)算++argv后，argv[0](或*argv)就指向參數(shù)1的第一個(gè)字符c利用argv的這一性質(zhì)，可改寫上述程序?yàn)橐韵滦问剑?/p>

　　# include

　　void main(int argc，char **argv)

　　{ while(——argc>0)

　　printf(“%s%c”，*++argv，argc>1? ''：'\n');

　　}

　　這里，++argv使指針argv先加1，讓它一開始就指向參數(shù)1;逐次增回，使它遍歷指向各參數(shù)。又利用函數(shù)printf()的第一個(gè)格式參數(shù)是字符串表達(dá)式，上述程序?qū)rintf()的調(diào)用可改寫成：

　　printf((argc> l) ? “%s”：“%s\n”，* ++argv);

　　「例9.2」 假定啟動(dòng)程序時(shí)給出的命令行參數(shù)是一串整數(shù)，程序?qū)⑷空麛?shù)求和后輸出。

　　# include

　　# include

　　void main( int argc，char **argv)

　　{ int k，s;

　　for(s=0， k=l; k

　　s+=atoi(*++agv); /* 從數(shù)字字符串譯出整數(shù) */

　　printf( “\t%d\n”， s);

　　}

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