2#define
命令＃define定义了一个标识符及一个串。在源程序中每次遇到该标识符时，均以定义的串代换它。ANSI标准将标识符定义为宏名，将替换过程称为宏替换。命令的一般形式为：
＃define identifier string
注意，该语句没有分号。在标识符和串之间可以有任意个空格，串一旦开始，仅由一新行结束。
例如，如希望TURE取值１，FALSE取值０，可说明两个宏#define
#define TURE 1
#define FALSE 0
这使得在源程序中每次遇到TURE或FALSE就用０或１代替。
例如，在屏幕上打印“012”:
printf("%d%d%d"，FALSE，TRUE，TRUE+1)；
宏名定义后，即可成为其它宏名定义中的一部分。例如，下面代码定义了ONE、TWO及THREE的值。
#define ONE 1
#define TWO ONE+ONE
#define THREE ONE+TWO
懂得宏替换仅仅是以串代替标识符这点很重要。因此，如果希望定义一个标准错误信息，可编写如下代码：
#defineE_MS"standard error on input\n"
printf(E_MS)；
编译程序遇到标识符E_MS时，就用“standard error on input\n”替换。对于编译程序，printf()语句实际是如下形式：
printf("standard error on input\n；")
如果在串中含有标识符，则不进行替换。例如：
＃define XYZ this is a test
.
.
.
printf("XYZ")；
该段不打印"this is a test"而打印"XYZ"。
如果串长于一行，可以在该行末尾用一反斜杠续行，例如：
#defineLONG_STRING"this is a very long\
string that is used as an example"
C语言程序普遍使用大写字母定义标识符。这种约定可使人读程序时很快发现哪里有宏替换。最好是将所有的#define放到文件的开始处或独立的文件中(用#include访问)，而不是将它们分散到整个程序中。
宏代换的最一般用途是定义常量的名字和程序中的“
游戏数”。例如，某一程序定义了一个数组，而它的几个子程序要访问该数组，不应直接以常量定数组大小，最好是用名字定义之（需改变数组大小时）。
#define MAX_SIZE100
float balance [MAX_SIZE；]
#define命令的另一个有用特性是，宏名可以取参量。每次遇到宏名时，与之相连的形参均由程序中的实参代替。例如：
当编译该程序时，由MIN(a，b)定义的表达式被替换，x和y用作操作数，即printf()语句被代换后取如下形式：
printf("the minimum is:%，d"(x<y)?x:y)；
用宏代换代替实在的函数的一大好处是宏替换增加了代码的速度，因为不存在函数调用的开销。但增加速度也有代价：由于重复编码而增加了程序长度。
4.7.3#error
处理器命令#error强迫编译程序停止编译，主要用于程序调试。
4.7.4#include
命令#include使编译程序将另一源文件嵌入带有#include的源文件，被读入的源文件必须用双引号或尖括号括起来。例如：
#include"stdio.h"
#include<stdio.h>
这两行代码均使用C编译程序读入并编译用于处理磁盘文件库的子程序。
将文件嵌入#include命令中的文件内是可行的，这种方式称为嵌套的嵌入文件，嵌套层次依赖于具体实现。
如果显式路径名为文件标识符的一部分，则仅在哪些子目录中
搜索被嵌入文件。否则，如果文件名用双引号括起来，则首先检索当前工作目录。如果未发现文件，则在命令行中说明的所有目录中
搜索。如果仍未发现文件，则
搜索实现时定义的标准目录。
如果没有显式路径名且文件名被尖括号括起来，则首先在编译命令行中的目录内检索。
如果文件没找到，则检索标准目录，不检索当前工作目录。
4.7.5条件编译命令
有几个命令可对程序
源代码的各部分有选择地进行编译，该过程称为条件编译。商业
软件公司广泛应用条件编译来提供和维护某一程序的许多顾客版本。
1.#if、#else，#elif及#endif
#if的一般含义是如果#if后面的常量表达式为true，则编译它与#endif之间的代码，否则跳过这些代码。命令#endif标识一个#if块的结束，参见例4-13。
#ifconstant-expression
statement sequence
#endif
由于MAX大于99，以上程序在屏幕上显示一串消息。该例说明了一个重点：跟在#if后面的表达式在编译时求值，因此它必须仅含常量及已定义过的标识符，不可使用变量。表达式不许含有操作符sizeof。
#else命令的功能有点象
C语言中的else；#else建立另一选择（在#if失败的情况下）。因而上面的例子可扩充，参见例4-14。
在此例中，因为M A X小于9 9，所以，不编译#if块，而是编译# else块，因此，屏幕上显
示"compiled for small array"这一消息。
注意，# else 既是# if 块又是#else 块头。这是因为任何#if 仅有一个#endif。
#elif命令意义与ELSE IF 相同，它形成一个if else-if阶梯状语句，可进行多种编译选择。
#elif 后跟一个常量表达式。如果表达式为t r u e，则编译其后的代码块，不对其它#elif表达式进
行测试。否则，顺序测试下一块。
#if expression
statement sequence
#elif expression1
statement sequence
#elif expression2
statement sequence
#elif expression3
statement sequence
#elif expression4
#elif expression3N
statement sequence
#endif
例如：下面程序利用ACTI Ve_ COUNTRY定义货币符号。
#define US 0
#define ENGLAND1
#define FRANCE 2
# define ACTIVE_COUNTRY US
#if ACTIVE_COUNTRY = = US
char currency[ ]="dollar； "
#elif ACTIVE_COUNTRY= =ENGLAND
char currency[ ]="pound； "
#else
char currency[ ]="franc；"
#endif
#if与#elif命令可能一直嵌套到实现规定的权限，其中#endif、#else或#elif与最近#if或#elif关联。例如，下面程序是完全有效的。
#if MAX>100
#if SERIAL_VERSION
int port=198；
#elif
int port=200；
#elif
#else
char out_buffer[100]；
#endif
2. # ifdef 和# ifndef
条件编译的另一种方法是用#ifdef与#ifndef命令，它们分别表示“如果有定义”及“如果无定义”。
# ifdef的一般形式是：
# ifdef macroname
statement sequence
#endif
如果宏名在前面# def i n e语句中已定义过，则该语句后的代码块被编译。
#ifndef的一般形式是：
#ifndef macroname
statement sequence
#endif
如果宏名在#define 语句中无定义，则编译该代码块。
#ifdel 与#ifndef可以用于#else 语句中，但#elif 不行。参见4 - 1 5。
上述代码打印“ Hi Ted ”及“ RALPH not defined”。如果T E D没有定义，则显示“ H i a n y o n e”，后面是“ RALPH not defined”。
可以像嵌套#if 那样将#ifdef 与＃ifndef 嵌套至任意深度。
4.7.6 #undef
命令#undef 取消其后那个前面已定义过有宏名定义。一般形式为：
#undef macroname
例如：
# define LEN 100
#difine WIDTH 100
char array[LEN][WIDTH]；
# undef LEN
# undef WIDTH
/ *at this point both LEN and WIDTH are undefined * /
直到遇到#undef 语句之前， L E N与W I D T H均有定义。
# undef 的主要目的是将宏名局限在仅需要它们的代码段中。
4.7.7 #line
命令# line改变_LINE_ 与_ F I L E _的内容，它们是在编译程序中预先定义的标识符。
命令的基本形式如下：
# line number["filename"]
其中的数字为任何正整数，可选的文件名为任意有效文件标识符。行号为源程序中当前行号，文件名为源文件的名字。命令# line主要用于调试及其它特殊应用。
例如，下面说明行计数从1 0 0开始；printf( ) 语句显示数1 0 2，因为它是语句#line 100后的第3行。
#line 100 /* 初始化行计数器* /
main ( ) /* 行号100 */
{ /* 行号101 */
p r i n t f ( " % d \ n " ，_ line _ ) ； /* 行号102 */
}
4.7.8 #pragma
命令#pragma 为实现时定义的命令，它允许向编译程序传送各种指令。例如，编译程序可能有一种选择，它支持对程序执行的跟踪。可用# p r a g m a语句指定一个跟踪选择。
4.7.9 预定义的宏名
A N S I标准说明了五个预定义的宏名。它们是：
_ line _
_ F I L E _
_ D A T E _
_ T I M E _
_ S T D C _
如果编译不是标准的，则可能仅支持以上宏名中的几个，或根本不支持。记住编译程序也许还提供其它预定义的宏名。
_ line _及_ F I L E _宏指令在有关# line的部分中已讨论，这里讨论其余的宏名。
_ D AT E _宏指令含有形式为月/日/年的串，表示源文件被翻译到代码时的日期。
源代码翻译到目标代码的时间作为串包含在_ T I M E _中。串形式为时：分：秒
=============================================================
1. 宏定义是用宏名来表示一个字符串，在宏展开时又以该字符串取代宏名，这只是一种简单的代换，字符串中可以含任何字符，可以是常数，也可以是表达式，预处理程序对它不作任何检查。如有错误，只能在编译已被宏展开后的源程序时发现。
2. 宏定义不是说明或语句，在行末不必加分号，如加上分号则连分号也一起置换。
3. 宏定义必须写在函数之外，其作用域为宏定义命令起到源程序结 束。如要终止其作用域可使用# undef命令，例如： # define PI 3.14159
main()
{
……
}
# undef PIPI的作用域
f1()
....表示PI只在main函数中有效，在f1中无效。
4. 宏名在源程序中若用引号括起来，则预处理程序不对其作宏代换。
#define OK 100
main()
{
printf("OK");
printf("\n");
}
上例中定义宏名OK表示100，但在printf语句中OK被引号括起来，因此不作宏代换。程序的运行结果为：OK这表示把“OK”当字符串处理。
5. 宏定义允许嵌套，在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名。在宏展开时由预处理程序层层代换。例如： #define PI 3.1415926
#define S PI*y*y /* PI是已定义的宏名*/对语句： printf("%f",s);在宏代换后变为： printf("%f",3.1415926*y*y);
6. 习惯上宏名用大写字母表示，以便于与变量区别。但也允许用小写字母。
7. 可用宏定义表示数据类型，使书写方便。例如： #define STU struct stu在程序中可用STU作变量说明： STU body[5],*p;#define INTEGER int 在程序中即可用INTEGER作整型变量说明： INTEGER a,b; 应注意用宏定义表示数据类型和用typedef定义数据说明符的区别。宏定义只是简单的字符串代换，是在预处理完成的，而typedef是在编译时处理的，它不是作简单的代换， 而是对类型说明符重新命名。被命名的标识符具有类型定义说明的功能。请看下面的例子： #define PIN1 int* typedef (int*) PIN2;从形式上看这两者相似， 但在实际使用中却不相同。下面用PIN1，PIN2说明变量时就可以看出它们的区别： PIN1 a,b;在宏代换后变成 int *a,b;表示a是指向整型的指针变量，而b是整型变量。然而：PIN2 a,b;表示a,b都是指向整型的指针变量。因为PIN2是一个类型说明符。由这个例子可见，宏定义虽然也可表示数据类型， 但毕竟是作字符
代换。在使用时要分外小心，以避出错。
8. 对“输出格式”作宏定义，可以减少书写麻烦。例9.3 中就采用了这种方法。
#define P printf
#define D "%d\n"
#define F "%f\n"
main(){
int a=5, c=8, e=11;
float b=3.8, d=9.7, f=21.08;
P(D F,a,b);
P(D F,c,d);
P(D F,e,f);
}
带参宏定义
Ｃ语言允许宏带有参数。在宏定义中的参数称为形式参数， 在宏调用中的参数称为实际参数。对带参数的宏，在调用中，不仅要宏展开， 而且要用实参去代换形参。
带参宏定义的一般形式为： #define 宏名(形参表) 字符串 在字符串中含有各个形参。带参宏调用的一般形式为： 宏名(实参表)；
例如：
#define M(y) y*y+3*y /*宏定义*/
:
k=M(5); /*宏调用*/
: 在宏调用时，用实参5去代替形参y， 经预处理宏展开后的语句
为： k=5*5+3*5
#define MAX(a,b) (a>b)?a:b
main(){
int x,y,max;
printf("input two numbers: ");
scanf("%d%d",&x,&y);
max=MAX(x,y);
printf("max=%d\n",max);
}
上例程序的第一行进行带参宏定义，用宏名MAX表示条件表达式(a>b)?a:b，形参a,b均出现在条件表达式中。程序第七行max=MAX(x,
y)为宏调用，实参x,y，将代换形参a,b。宏展开后该语句为： max=(x>y)?x:y;用于计算x,y中的大数。对于带参的宏定义有以下问题需要说明：
1. 带参宏定义中，宏名和形参表之间不能有空格出现。
例如把： #define MAX(a,b) (a>b)?a:b写为： #define MAX (a,b) (a>b)?a:b 将被认为是无参宏定义，宏名MAX代表字符串 (a,b)(a>b)?a:b。
宏展开时，宏调用语句： max=MAX(x,y);将变为： max=(a,b)(a>b)?a:b(x,y);这显然是错误的。
2. 在带参宏定义中，形式参数不分配内存单元，因此不必作类型定义。而宏调用中的实参有具体的值。要用它们去代换形参，因此必须作类型说明。这是与函数中的情况不同的。在函数中，形参和实参是两个不同的量，各有自己的作用域，调用时要把实参值赋予形参，进行“值传递”。而在带参宏中，只是符号代换，不存在值传递的问题。
3. 在宏定义中的形参是标识符，而宏调用中的实参可以是表达式。
#define SQ(y) (y)*(y)
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
上例中第一行为宏定义，形参为y。程序第七行宏调用中实参为a+1，是一个表达式，在宏展开时，用a+1代换y，再用(y)*(y) 代换SQ，得到如下语句： sq=(a+1)*(a+1); 这与函数的调用是不同的， 函数调用时要把实参表达式的值求出来再赋予形参。 而宏代换中对实参表达式不作计算直接地照原样代换。
4. 在宏定义中，字符串内的形参通常要用括号括起来以避免出错。 在上例中的宏定义中(y)*(y)表达式的y都用括号括起来，因此结果是正确的。如果去掉括号，把程序改为以下形式：
#define SQ(y) y*y
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
运行结果为：input a number:3
sq=7 同样输入3，但结果却是不一样的。问题在哪里呢? 这是由于代换只作符号代换而不作其它处理而造成的。 宏代换后将得到以下语句： sq=a+1*a+1; 由于a为3故sq的值为7。这显然与题意相违，因此参数两边的括号是不能少的。即使在参数两边加括号还是不够的，请看下面程序：
#define SQ(y) (y)*(y)
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=160/SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
本程序与前例相比，只把宏调用语句改为： sq=160/SQ(a+1); 运行本程序如输入值仍为3时，希望结果为10。但实际运行的结果如下：input a number:3 sq=160为什么会得这样的结果呢?分析宏调用语句，在宏代换之后变为： sq=160/(a+1)*(a+1);a为3时，由于“/”和“*”运算符优先级和结合性相同， 则先作160/(3+1)得40，再作40*(3+1)最后得160。为了得到正确答案应在宏定义中的整个字符串外加括号， 程序修改如下
#define SQ(y) ((y)*(y))
main(){
int a,sq;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
sq=160/SQ(a+1);
printf("sq=%d\n",sq);
}
以上讨论说明，对于宏定义不仅应在参数两侧加括号， 也应在整个字符串外加括号。
5. 带参的宏和带参函数很相似，但有本质上的不同，除上面已谈到的各点外，把同一表达式用函数处理与用宏处理两者的结果有可能是不同的。main(){
int i=1;
while(i<=5)
printf("%d\n",SQ(i++));
}
SQ(int y)
{
return((y)*(y));
}#define SQ(y) ((y)*(y))
main(){
int i=1;
while(i<=5)
printf("%d\n",SQ(i++));
}
在上例中函数名为SQ，形参为Y，函数体表达式为((y)*(y))。在例9.6中宏名为SQ，形参也为y，字符串表达式为(y)*(y))。 两例是相同的。例9.6的函数调用为SQ(i++)，例9.7的宏调用为SQ(i++)，实参也是相同的。从输出结果来看，却大不相同。分析如下：在例9.6中，函数调用是把实参i值传给形参y后自增1。 然后输出函数值。因而要循环5次。输出1～5的平方值。而在例9.7中宏调用时，只作代换。SQ(i++)被代换为((i++)*(i++))。在第一次循环时，由于i等于1，其计算过程为：表达式中前一个i初值为1，然后i自增1变为2，因此表达式中第2个i初值为2，两相乘的结果也为2，然后i值再自增1，得3。在第二次循环时，i值已有初值为3，因此表达式中前一个i为3，后一个i为4， 乘积为12，然后i再自增1变为5。进入第三次循环，由于i 值已为5，所以这将是最后一次循环。计算表达式的值为5*6等于30。i值再自增1变为6，不再满足循环条件，停止循环。从以上分析可以看出函数调用和宏调用二者在形式上相似， 在本质上是完全不同的。
6. 宏定义也可用来定义多个语句，在宏调用时，把这些语句又代换到源程序内。看下面的例子。
#define SSSV(s1,s2,s3,v) s1=l*w;s2=l*h;s3=w*h;v=w*l*h;
main(){
int l=3,w=4,h=5,sa,sb,sc,vv;
SSSV(sa,sb,sc,vv);
printf("sa=%d\nsb=%d\nsc=%d\nvv=%d\n",sa,sb,sc,vv);
}
程序第一行为宏定义，用宏名SSSV表示4个赋值语句，4 个形参分别为4个赋值符左部的变量。在宏调用时，把4 个语句展开并用实参代替形参。使计算结果送入实参之中。
文件包含
文件包含是C预处理程序的另一个重要功能。文件包含命令行的一般形式为： #include"文件名" 在前面我们已多次用此命令包含过库函数的头文件。例如：
#include"stdio.h"
#include"math.h"
文件包含命令的功能是把指定的文件插入该命令行位置取代该命令行， 从而把指定的文件和当前的源程序文件连成一个源文件。在程序设计中，文件包含是很有用的。 一个大的程序可以分为多个模块，由多个程序员分别编程。 有些公用的符号常量或宏定义等可单独组成一个文件， 在其它文件的开头用包含命令包含该文件即可使用。这样，可避免在每个文件开头都去书写那些公用量， 从而节省时间，并减少出错。
对文件包含命令还要说明以下几点：
1. 包含命令中的文件名可以用双引号括起来，也可以用尖括号括起来。例如以下写法都是允许的： #include"stdio.h" #include<math.h> 但是这两种形式是有区别的：使用尖括号表示在包含文件目录中去查找(包含目录是由用户在设置环境时设置的)， 而不在源文件目录去查找； 使用双引号则表示首先在当前的源文件目录中查找，若未找到才到包含目录中去查找。 用户编程时可根据自己文件所在的目录来选择某一种命令形式。
2. 一个include命令只能指定一个被包含文件， 若有多个文件要包含，则需用多个include命令。3. 文件包含允许嵌套，即在一个被包含的文件中又可以包含另一个文件。
条件编译
预处理程序提供了条件编译的功能。 可以按不同的条件去编译不同的程序部分，因而产生不同的目标代码文件。 这对于程序的移植和调试是很有用的。 条件编译有三种形式，下面分别介绍：
1. 第一种形式：
#ifdef 标识符
程序段1
#else
程序段2
#endif
它的功能是，如果标识符已被 #define命令定义过则对程序段1进行编译；否则对程序段2进行编译。如果没有程序段2(它为空)，本格式中的#else可以没有， 即可以写为：
#ifdef 标识符
程序段 #endif
#define NUM ok
main(){
struct stu
{
int num;
char *name;
char sex;
float score;
} *ps;
ps=(struct stu*)malloc(sizeof(struct stu));
ps->num=102;
ps->name="Zhang ping";
ps->sex='M';
ps->score=62.5;
#ifdef NUM
printf("Number=%d\nScore=%f\n",ps->num,ps->score);
#else
printf("Name=%s\nSex=%c\n",ps->name,ps->sex);
#endif
free(ps);
}
由于在程序的第16行插入了条件编译预处理命令， 因此要根据NUM是否被定义过来决定编译那一个printf语句。而在程序的第一行已对NUM作过宏定义，因此应对第一个printf语句作编译故运行结果是输出了学号和成绩。在程序的第一行宏定义中，定义NUM表示字符串OK，其实也可以为任何字符串，甚至不给出任何字符串，写为： #define NUM 也具有同样的意义。 只有取消程序的第一行才会去编译第二个printf语句。读者可上机试作。
2. 第二种形式：
#ifndef 标识符
程序段1
#else
程序段2
#endif
与第一种形式的区别是将“ifdef”改为“ifndef”。它的功能是，如果标识符未被#define命令定义过则对程序段1进行编译， 否则对程序段2进行编译。这与第一种形式的功能正相反。
3. 第三种形式：
#if 常量表达式
程序段1
#else
程序段2
#endif
它的功能是，如常量表达式的值为真(非0)，则对程序段1 进行编译，否则对程序段2进行编译。因此可以使程序在不同条件下，完成不同的功能
#define R 1
main(){
float c,r,s;
printf ("input a number: ");
scanf("%f",&c);
#if R
r=3.14159*c*c;
printf("area of round is: %f\n",r);
#else
s=c*c;
printf("area of square is: %f\n",s);
#endif
}
本例中采用了第三种形式的条件编译。在程序第一行宏定义中，定义R为1，因此在条件编译时，常量表达式的值为真， 故计算并输出圆面积。上面介绍的条件编译当然也可以用条件语句来实现。 但是用条件语句将会对整个源程序进行编译，生成的目标代码程序很长，而采用条件编译，则根据条件只编译其中的程序段1或程序段2， 生成的目标程序较短。如果条件选择的程序段很长， 采用条件编译的方法是十分必要的。
本章小结
1. 预处理功能是Ｃ语言特有的功能，它是在对源程序正式编译前由预处理程序完成的。程序员在程序中用预处理命令来调用这些功能。
2. 宏定义是用一个标识符来表示一个字符串，这个字符串可以是常量、变量或表达式。在宏调用中将用该字符串代换宏名。
3. 宏定义可以带有参数，宏调用时是以实参代换形参。而不是“值传送”。
4. 为了避免宏代换时发生错误，宏定义中的字符串应加括号，字符串中出现的形式参数两边也应加括号。
5. 文件包含是预处理的一个重要功能，它可用来把多个源文件连接成一个源文件进行编译，结果将生成一个目标文件。
6. 条件编译允许只编译源程序中满足条件的程序段，使生成的目标程序较短，从而减少了内存的开销并提高了程序的效率。
7. 使用预处理功能便于程序的修改、阅读、移植和调试，也便于实现模块化程序设计。