2019-03-12 计算机二级C语言程序设计之编译预处理和动态存储分配

编译预处理

在C语言中,凡是以#号开头的,都称为“编译预处理”命令行。所谓“编译预处理”就是在C编译程序对C源程序进行编译前,由编译预处理程序对这些编译预处理命令行进行处理的过程。

根据需要,编译预处理命令行可以出现在程序的任何一行的开始部位,其作用一直持续到源文件的末尾。

宏替换

不带参数的宏定义

不带参数的宏定义命令行形式如下:

#define 宏名 替换文本
或
#define 宏名

宏名是由用户定义的标识符,因此,不得与程序中的其他名字相同。

#define命令行可以不包含替换文本,这种情况下仅说明标识符“被定义”。

  1. 替换文本中可以包含已定义过的宏名。
  2. 当宏定义在一行写不下,需要在下一行继续时,需要在最后一个字符后紧跟一个反斜线。注意:如果在反斜线前或下一行开头有空格,则在宏替换时也将加入这些空格。
  3. 同一个宏名不能被重复定义。
  4. 替换文本不能替换双引号中的字符串。
  5. 替换文本不替换用户标识符中的成分。
  6. 用作宏名的标识符通常用大写字母来表示。
  7. 宏定义的位置一般卸载程序的开头。

带参数的宏定义

带参数的宏定义命令行形式如下:

#define 宏名(形参表) 替换文本

如:

#define MU(X, Y) ((X) * (Y))
……
a = MU(5, 2);
b = 6 / MU(a + 3, a);

MU((X), (Y))简称为‘宏“,其中MU是一个用户标识符,称为宏名,宏名和左括号之间不能有空格,其后一对圆括号中由若干称为形参的标识符组成,各形参之间用逗号隔开。

注意:在替换文本中,形参和整个表达式应该用括号括起来。

终止宏定义

可以用#undef提前终止宏定义的作用域。这时宏定义的作用范围从#define命令行开始,到#undef命令行结束。

文件包含

文件包含是指在一个文件中,去包含另一个文件的全部内容。C语言用#include命令行来实现文件包含的功能。

在预编译时,预编译程序将用指定文件的内容替换此命令行。

如果文件名用双引号括起来,系统先在源程序所在的目录内查找指定的包含文件,如果找不到,再按照系统指定的标准方式到有关目录寻找。如果文件名用尖括号括起来,系统将直接按照系统指定的标准方式到有关目录中去寻找。

注意:

  1. #include命令行通常应书写在所用源程序文件的开头,故有时也把包含文件称作“头文件”。头文件的后缀不一定用.h。
  2. 在一个程序中,允许有任意多个#include命令行。
  3. 在包含文件中还可以包含其他文件。

动态存储分配

在程序的运行期间分配内存存储空间,称为动态内存分配

要使用动态内存分配的函数,必须包含stdlib.h头文件。

malloc函数和free函数

malloc函数

malloc函数的返回值类型为void *,函数的调用形式为:malloc(size)。要求size的类型为unsigned int。

malloc函数用于分配size个字节的存储区,返回一个指向存储区首地址的基类型为void的地址。若没有足够的内存单元,则返回NULL。

在使用void指针之前,必须先将其强制转换为合适的类型。

如果不能确定数据类型所占的字节数,可以使用sizeof运算符来求得。例如:

pi = (int *)malloc(sizeof(int));

free函数

free函数的调用形式为:

free(p);

这里指针变量p必须指向有动态分配函数malloc或者calloc分配的地址。

free函数用于将指针p所指的存储空间释放,使这部分空间可以由系统重新支配。free函数无返回值。

calloc函数

calloc函数的返回值为void *。函数的调用形式为:

calloc(n, size);

要求n和size都是unsigned int。

calloc函数用于给n个同一类型的数据项分配连续的存储空间,每个数据项的长度为size个字节。若分配成功,函数返回存储空间的首地址,否则返回空。

通过调用calloc函数所分配的存储单元,系统自动置初值0。

显然,使用calloc函数开辟的存储单元相当于开辟了一个一维数组,函数的第一个参数决定了一维数组的大小,第二个参数决定了数组元素的类型。函数的返回值就是数组的首地址。

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