第十六章 C 预处理器和 C 库

16.1 翻译程序的第一步

• 源代码中的字符映射到源字符集。
• 编译器定位每个反斜杠后面跟着换行符的实例，并删除它们。
• 编译器把文本化粪池预处理记号序列、空白序列和注释序列
• 一个空格替换所有空白序列和注释序列
• 开始预处理

16.2 明示常量：#define

指令可以出现在源文件任何地方，其定义从指令出现的地方到文件末尾有效。

格式：

define 宏 替换列表

有类对象宏，类函数宏。从宏变成最终替换文本的过程称为宏展开（macro expansion）。

从技术角度来看，可以把宏的替换体看作是记号型字符串，而不是字符型字符串，并不是简单的纯文本替换。

16.3 在 #define 中使用参数

示例：

#define MEAN(X,Y)    (((X)+(Y))/2)

# 运算符

当 x 是个宏参数时，#x 就是转化为字符串 "x" 的形参名。称为字符串化（stringizing）。

#define PSQR(x)    printf("The square of " #x " is %d.\n, ((x)*(x)))

## 运算符

把两个记号进行拼接组成一个记号

#define XNAME(n)    X##n

变参宏：... 和 VA_ARGS

一些函数接收数量可变的参数。通过把宏参数列表中最后的参数写成省略号来实现这一功能。

#define PR(...)    printf(__VA_ARGS__)

16.4 宏和函数的选择

宏函数优点：

• 执行效率更高。
• 不用担心变量类型。

注意点：

• 宏名中不允许有空格。
• 用圆括号把宏的参数和整个替换体括起来。防止运算符优先级导致不符合预期的结果。
• 用大写字母表示宏函数的名称。提醒该为宏函数。
• 如果打算使用宏函数来加快程序的运行速度，那么首先要确认使用宏和使用函数是否会导致较大差异。在程序中值使用一次的宏无法明显减少程序的运行时间。

16.5 文件包含：#include

头文件常用形式：

• 明示常量
• 宏函数
• 函数声明
• 结构模板定义
• 类型定义

16.6 其他指令

#undef

取消已定义的 #define 指令

**#ifdef、#else 和 #endif **

条件编译

#ifndef

#if 和 #elif

预定义宏

_func_ 是预定义标识符，而不是预定义宏。

#line

重置 __LINE__ 和 __FILE__ 宏报告的行号和文件名

#line 10 "cool.c"

#error

让编译器发出一条错误消息，该消息包含指令中的文本。

#pragma

把编译器指令放入源代码中。

C99 还提供 _Pragma 预处理器运算符，把字符串转换成普通的编译指示。

_Pragma("nonstandaertreatmenttypeB on")
/* 等价于 */
#pragma nonstandaertreatmenttypeB on

泛型选择（C11）

泛型编程（generic programming）：指那些没有特定类型，但是一旦指定一种类型，就可以转换成指定类型的代码。

泛型选择表达式（generic selection expression）：根据表达式的类型选择一个指。常和 #define 一起使用。

_Generic(x, int:0, float:1, double:2, defult:3)

类似 switch 语句，根据 x 的类型决定整个表达式的值。为 int 时值 0，为 float 时值为 1 ...

#define MYTYPE(X) \
_Generic((X), \
    int: "int", \
    float: "float", \
    double: "double", \
    default: "other" \
)

16.7 内联函数（C99）

把函数变成内联函数建议尽可能快地调用该函数，其具体效果由实现定义。

只有具有内部链接的函数可以成为内联函数，因此内联函数可能会放到头文件中。

inline static void eatline(void)
{
  while(getchar() != '\n')
    continue;
}

C 允许混合使用内联函数定义和外部函数定义，不建议如此。

16.8 _Noreturn 函数（C11）

告诉用户和编译器，该函数不会把控制返回主调程序，避免滥用该函数，通知编译器优化一些代码。

16.9 C 库

16.10 通用工具库

stdlib.h

int atexit (void (func)(void));*

注册回调函数，在程序退出时执行。至少可以注册 32 个函数，后进的函数先执行。

void exit (int status)

退出整个程序

• 刷新所有输出流
• 关闭所有打开的流
• 关闭标准 I/O 函数 tmpfile() 创建的临时文件。
• 控制权返回主机环境，如果可以的话，向主机报告终止状态。UNIX 程序通常使用 0 表示成功终止，非零值表示终止失败。

16.12 断言库

void assert (int expression)

接受一个整型表达式作为参数。如果表达式为假（非零），assert() 宏就在标准错误流中写入一条错误信息，并调用 abort() 函数终止程序。

_Static_assert

静态断言。

16.13 string.h 库中的 memcyp() 和 memmove()

void *memcpy(void* restrict s1, const void* restrict s2，size_t n)

void *memmove(void *sl，const void *s2，size_t n)

memcopy 假设没有内存重叠，而 memmove 没有。

16.14 可变参数：stdarg.h

创建可变参数函数步骤

• 提供一个使用省略号的函数原型；
• 在函数定义中创建一个 va_list 类型的变量；
• 用宏把该变量初始化为一个参数列表；
• 用宏访问参数列表；
• 用宏完成清理工作。

double sum(int lm, ...)
{
  va_list ap;
  double tot = 0;
  int i;
  
  va_start(ap, lim);
  for(i = 0; i < lim; ++i)
    tot += va_arg(ap, double);

  va_end(ap);

  return tot;
}