Препроцессор — это специальная программа, являющаяся частью компилятора языка Си. Она предназначена для предварительной обработки текста программы. Препроцессор позволяет включать в текст программы файлы и вводить макроопределения.
Работа препроцессора осуществляется с помощью специальных директив (указаний). Они отмечаются знаком решетка #. По окончании строк, обозначающих директивы в языке Си, точку с запятой можно не ставить.Основные директивы препроцессора
- #include — вставляет текст из указанного файла
- #define — задаёт макроопределение (макрос) или символическую константу
- #undef — отменяет предыдущее определение
- #if — осуществляет условную компиляцию при истинности константного выражения
- #ifdef — осуществляет условную компиляцию при определённости символической константы
- #ifndef — осуществляет условную компиляцию при неопределённости символической константы
- #else — ветка условной компиляции при ложности выражения
- #elif — ветка условной компиляции, образуемая слиянием else и if
- #endif — конец ветки условной компиляции
- #line — препроцессор изменяет номер текущей строки и имя компилируемого файла
- #error — выдача диагностического сообщения
- #pragma — действие, зависящее от конкретной реализации компилятора.
Директива #include
Директива #include позволяет включать в текст программы указанный файл.
Если заголовочный файл содержит описание библиотечных функций и находится в папке компилятора, он заключается в угловые скобки <>.
Если файл находится в текущем каталоге проекта, он указывается в кавычках «». Для файла, находящегося в другом каталоге необходимо в кавычках указать полный путь.
#include <stdio.h>
#include "func.h"Директива #define
Директива #define позволяет вводить в текст программы константы и макроопределения.
Общая форма записи
Поля Идентификатор и Замена разделяются одним или несколькими пробелами.
Директива #define указывает компилятору, что нужно подставить строку, определенную аргументом Замена, вместо каждого аргумента Идентификатор в исходном файле.
Идентификатор не заменяется, если он находится в комментарии, в строке или как часть более длинного идентификатора.
2
3
4
5
6
7
8
#include <stdio.h>
#define A 3
int main()
{
printf("%d + %d = %d", A, A, A+A); // 3 + 3 = 6
getchar();
return 0;
}В зависимости от значения константы компилятор присваивает ей тот или иной тип. С помощью суффиксов можно переопределить тип константы:
- U или u представляет целую константу в беззнаковой форме (unsigned);
- F (или f) позволяет описать вещественную константу типа float;
- L (или l) позволяет выделить целой константе 8 байт (long int);
- L (или l) позволяет описать вещественную константу типа long double
#define B 280LU // unsigned long int
#define C 280 // int (long int)
#define D 280L // long int
#define K 28.0 // double
#define L 28.0F // float
#define M 28.0L // long double
Вторая форма синтаксиса определяет макрос, подобный функции, с параметрами. Эта форма допускает использование необязательного списка параметров, которые должны находиться в скобках. После определения макроса каждое последующее вхождение
замещается версией аргумента замена, в которой вместо формальных аргументов подставлены фактические аргументы.
Пример на Си: Вычисление синуса угла
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define PI 3.14159265
#define SIN(x) sin(PI*x/180)
int main()
{
int c;
system("chcp 1251");
system("cls");
printf("Введите угол в градусах: ");
scanf("%d", &c);
printf("sin(%d)=%lf", c, SIN(c));
getchar(); getchar();
return 0;
}Результат выполнения
Отличием таких макроопределений от функций в языке Си является то, что на этапе компиляции каждое вхождение идентификатора замещается соответствующим кодом.
Таким образом, программа может иметь несколько копий одного и того же кода, соответствующего идентификатору. В случае работы с функциями программа будет содержать 1 экземпляр кода, реализующий указанную функцию, и каждый раз при обращении к функции ей будет передано управление.
Отменить макроопределение можно с помощью директивы #undef.
Однако при использовании таких макроопределений следует соблюдать осторожность, например
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
#include <stdio.h>
#define sum(A,B) A+B
int main()
{
int a, b, c, d;
a = 3; b = 5;
c = (a + b) * 2; // c = (a + b)*2
d = sum(a, b) * 2; // d = a + b*2;
printf(" a = %d\n b = %d\n", a, b);
printf(" c = %d \n d = %d \n", c, d);
getchar();
return 0;
}Результат выполнения
По умолчанию текст макроопределения должен размещаться на одной строке. Если требуется перенести текст макроопределения на новую строку, то в конце текущей строки ставится символ «обратный слеш» — \.
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
#include <stdio.h>
#define sum(A,B) A + \
B
int main()
{
int a, b, c, d;
a = 3; b = 5;
c = (a + b) * 2; // c = (a + b)*2
d = sum(a, b) * 2; // d = a + b*2;
printf(" a = %d\n b = %d\n", a, b);
printf(" c = %d \n d = %d \n", c, d);
getchar();
return 0;
}Кроме того, директива #define позволяет замещать часть идентификатора. Для указания замещаемой части используется ##.
2
3
4
5
6
7
8
9
#include <stdio.h>
#define SUM(x,y) (a##x + a##y)
int main()
{
int a1 = 5, a2 = 3;
printf("%d", SUM(1, 2)); // (a1 + a2)
getchar();
return 0;
}
Условная компиляция
Директивы #if или #ifdef/#ifndef вместе с директивами #elif, #else и #endif управляют компиляцией частей исходного файла.
Если указанное выражение после #if имеет ненулевое значение, в записи преобразования сохраняется группа строк, следующая сразу за директивой #if. Синтаксис условной директивы следующий:
2
3
4
5
6
7
группа операций
#elif константное выражение
группа операций
#else
группа операций
#endif
Отличие директив #ifdef/#ifndef заключается в том, что константное выражение может быть задано только с помощью #define.
каждой директивы #if в исходном файле должна быть соответствующая закрывающая директива #endif.
Между директивами #if и #endif может располагаться любое количество директив #elif, однако допускается не более одной директивы #else.
Директива #else, если присутствует, должна быть последней перед директивой #endif.
Пример
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define P 2
int main()
{
system("chcp
1251");
system("cls");
#if P==1
printf("Выполняется ветка 1");
#elif P==2
printf("Выполняется ветка 2, P=%d", P);
#else
printf("Выполняется другая ветка, P=%d", P);
#endif
getchar();
return 0;
}Результат выполнения
