C 語言快速導覽 - 前置處理器

所謂的前置處理是指在編譯前進行的處理工作，包含引入其他標頭檔、定義常數符號、巨集等。 C 語言有多種前置處理器指令，所有的前置處理指令均以井字號 # 開頭，這裡我們介紹常用的幾種，如下

功能	範例
引入標頭檔	#include <stdio.h>
定義符號常數	#define PI 3.14
定義巨集	#define CIRCUM(r) 2 * PI * (r)

#include 用為引入標頭檔，其後若接角括號 <> ，就是引入標準函數庫的標頭檔，可以使用標準函數庫所提供的功能，而若是接雙引號，雙引號裡頭就可以放置自己寫的標頭檔。


#define 有兩種功能，其一為定義符號常數，形式如下



通常符號常數都為大寫英文字母，如以上的 NAME ，其後接一個空格，然後再接常數值。程式若用到該符號常數的地方，編譯器都會以該數字做替換。這樣的好處為程式有需要調整的常數數值的時候，只需要修改一個地方，不需要把整個程式翻修一次，如下例

#include <stdio.h>

#define RATE 31.95

int main(void)
{
    int m = 100;
    double r = (double) m / RATE;
    
    printf("今日用%d元可換得%.1f美金\n", m, r);
    
    return 0;
}

/* 《程式語言教學誌》的範例程式
    http://pydoing.blogspot.com/
    檔名：define1.c
    功能：示範定義符號常數
    作者：張凱慶
    時間：西元2010年4月 */

編譯後執行，如下



由於匯率每天都會變化，若程式中有很多需要匯率代入的地方，利用前置處理器直接定義為符號常數確實有方便的地方。


#define 除了定義符號常數之外，另一個功能就是定義巨集。所謂的巨集是含有運算子的符號常數，可以直接做簡單的計算代換，形式如下



如下例

#include <stdio.h>

#define PI 3.14
#define DIAMETER(r) 2 * (r)
#define CIRCUM(r) 2 * PI * (r)

int main(void)
{
    double radius = 10.;
    
    printf("圓的半徑 = %f\n", radius);
    printf("圓的直徑 = %f\n", DIAMETER(radius));
    printf("圓周長   = %f\n", CIRCUM(radius));
    
    return 0;
}

/* 《程式語言教學誌》的範例程式
    http://pydoing.blogspot.com/
    檔名：define2.c
    功能：示範巨集的使用
    作者：張凱慶
    時間：西元2010年4月 */

編譯後執行，如下



第 4 及第 5 行為巨集定義的地方

#define DIAMETER(r) 2 * (r)
#define CIRCUM(r) 2 * PI * (r)

如同函數一樣，巨集中需要參數的地方也要用小括弧圍起來，其後運算式所計算出的值會代入巨集之中。利用巨集做簡單的計算會比呼叫函數快很多，因為巨集的直接插入原始碼中，而函數呼叫會產生堆疊。

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