每日一学16

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编译于预处理指令

预处理指令

        就是提前处理的指令，提前指的是在正式编译源代码之前，对预处理指令进行处理，将其替换成具有实际意义的内容，然后再进行编译。这么做的目的是为了改进程序设计环境，提高编程效率。

宏定义

        宏定义是以 “#” 开头的，均为预处理命令，使用 “define” 作为宏定义命令，用一个标识符来代表一个字符串，我们把这种特殊的指令称为宏定义，“标识符” 为所定义的宏名。“字符串” 可以是常数、表达式、格式串等。规模比较大的项目都会使用大量的宏定义来组织代码。C语言对宏的使用有很多复杂的规则，但是有些并不常用。
        宏定义，根据标识符的形式，大体上可以分为两种，分别是变量式宏定义和函数式宏定义。变量式宏定义的书写类似于变量的声明，用来定义常量，函数式宏定义的书写类似于函数，用来定义稍复杂些的带参数的表达式。
        写好C语言，漂亮的宏定义很重要，使用宏定义可以防止出错，提高可移植性、可读性、方便性等。

变量式宏定义

一般形式为：

#define 标识符 字符串

把变量式宏定义细化，可分成如下几个方面，下面分别举例说明。

1.宏定义和浮点数

例题1：使用变量式宏定义圆周率PI计算圆的周长和面积。

1. #include<stdio.h>
   
2. 
   
3. #define PI 3.1415926        //变量式宏定义，PI是宏名
   
4. 
   
5. int main()
   
6. {
   
7.     int r;          //定义圆的半径变量r
   
8. 
   
9.     float c,a;      //定义圆的周长和面积变量c和a
   
10. 
    
11.     printf("请输入圆半径：");
    
12. 
    
13.     scanf("%d",&r);
    
14. 
    
15.     c = 2*PI*r;       //使用宏
    
16. 
    
17.     a = PI*r*r;
    
18. 
    
19.     printf("圆的周长是：%.3f\n",c);
    
20. 
    
21.     printf("圆的面积是：%.3f\n",a);
    
22. 
    
23.     return 0;
    
24. }
    

复制代码

例题分析：
本范例两次使用了圆周率PI。使用宏定义使程序简洁了不少，而且修改圆周率PI也方便了很多。


2.宏定义和运算符

例题2：输入两个数使用变量式宏定义和关系运算符比较两个数的大小。

1. #include<stdio.h>
   
2. 
   
3. #define D >
   
4. 
   
5. #define X <
   
6. 
   
7. #define E ==
   
8. 
   
9. int main()
   
10. {
    
11.     int i,j;
    
12. 
    
13.     printf("请输入两个数：");
    
14. 
    
15.     scanf("%d %d",&i,&j);
    
16. 
    
17.     if(i D j)
    
18. 
    
19.     printf("%d大于%d\n",i,j);
    
20. 
    
21.     else if(i E j)
    
22. 
    
23.         printf("%d等于%d\n",i,j);
    
24. 
    
25.     else if(i X j)
    
26. 
    
27.         printf("%d小于%d\n",i,j);
    
28. 
    
29.     else
    
30. 
    
31.         printf("不存在这样的值\n");
    
32. 
    
33.     return 0;
    
34. 
    
35. }

复制代码

例题分析：
本范例中，对关系运算符之类的运算符一样可以使用宏定义。


3.宏定义和整数、字符串

例题3：输入5个范围1~9的整数，如果输入的数字超过范围，则提示重新输入。输入完毕，按照从大到小的关系排序后输出。

1. #include<stdio.h>
   
2. 
   
3. #define T 1
   
4. 
   
5. #define F 0
   
6. 
   
7. #define S 5
   
8. 
   
9. #define N "\n"      //宏定义
   
10. 
    
11. int main()
    
12. {
    
13.     int i,j,t,num;
    
14. 
    
15.     int array[S];
    
16. 
    
17.     int total=0;
    
18. 
    
19.     int again=T;
    
20. 
    
21.     printf("请输入%d个范围1~9之间的数据，否则将提示重新输入。",S);
    
22. 
    
23.     printf(N);
    
24. 
    
25.     printf("请输入数据：");
    
26. 
    
27.     while(total<S)          //循环输入数据
    
28.     {
    
29.         scanf("%d",&num);
    
30. 
    
31.         if(num>0&&num<10)   //输入有效性判断
    
32. 
    
33.             again=T;        //使用宏
    
34. 
    
35.         else
    
36. 
    
37.             again=F;
    
38. 
    
39.         if(again==T)        //使用宏
    
40.         {
    
41.             array[total]=num;
    
42. 
    
43.             total++;
    
44. 
    
45.             printf("请输入数据：");
    
46.         }
    
47.         else
    
48. 
    
49.             printf("请重新输入：");
    
50.     }
    
51.     printf("按照从大到小输出如下：");
    
52. 
    
53.     printf(N);              //使用宏
    
54. 
    
55.     for(i=0;i<S-1;i++)      //排序
    
56.     {
    
57.         for(j=i;j<S;j++)
    
58.         {
    
59.             if(array[i]<array[j])   //交换条件
    
60.             {
    
61.                 t=array[i];
    
62. 
    
63.                 array[i]=array[j];
    
64. 
    
65.                 array[j]=t;
    
66.             }
    
67.         }
    
68.     }
    
69.     for(i=0;i<S;i++)        //循环输出
    
70. 
    
71.         printf("%d ",array[i]);
    
72. 
    
73.     printf(N);
    
74. 
    
75.     return 0;
    
76. }

复制代码

例题分析：
本范例综合使用了宏定义，如整数和字符串，输入N个正整数，输入错误就提示重新输入，然后再按照从大到小的顺序输出。


4.宏定义和表达式

例题4：使用变量式宏定义表达式计算表达式x*x+2*x的值

1. #include<stdio.h>
   
2. 
   
3. #define M (x*x+2*x)     //宏定义表达式
   
4. 
   
5. int main()
   
6. {
   
7.     int sum,x;          //声明变量
   
8. 
   
9.     printf("请输入一个数字：");
   
10. 
    
11.     scanf("%d",&x);
    
12. 
    
13.     sum=2*M+3*M+4*M;    //使用宏
    
14. 
    
15.     printf("sum=%d\n",sum);
    
16. 
    
17.     return 0;
    
18. }
    

复制代码

例题分析：
本范例比较特别，使用宏名M作为表达式，在主函数中必须定义变量x，否则会编译错误，原因是宏展开后程序中需要用到变量x。题中宏定义的作用指定标识符M来代替表达式(x*x+2*x)。在编写源程序时，所有的(x*x+2*x)都可以由M代替。而对源程序编译时，将先由预处理程序进行宏代换，即用(x*x+2*x)表达式去置换所有的宏名M，然后编译程序。程序中首先进行了宏定义，定义M来替代表达式（x*x+2*x）。在 sum=2*M+3*M+4*M中进行宏展开后，该语句变为：

sum=2*(x*x+2*x)+3*(x*x+2*x)+4*(x*x+2*x);

但需要注意的是，在宏定义中表达式（x*x+2*x）两边的括号不能少，否则会发生错误。

FishC

例题3：输入5个范围1~9的整数，如果输入的数字超过范围，则提示重新输入。输入完毕，按照从大到小的关系排序后输出。

#include

#define T 1

#define F 0

#define S 5

#define N "\n"      //宏定义

int main()
{
    int i,j,t,num;
    int array[S];
    int total=0;
    int again=T;

    printf("请输入%d个范围1~9之间的数据，否则将提示重新输入。",S);
    printf(N);
    printf("请输入数据：");

    while(total < S)
    {
        scanf("%d", &num);
        if(num > 0 && num < 10)
        {
            array[total++] = num;
        }
        else
        {
            printf("输入的数据不在1~9之间，请重新输入：");
        }
    }

    // 排序
    for(i = 0; i < S - 1; i++)
    {
        for(j = i + 1; j < S; j++)
        {
            if(array[i] < array[j])
            {
                t = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = t;
            }
        }
    }

    printf("从大到小排序后的数字是：\n");
    for(i = 0; i < S; i++)
    {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    printf(N);

    return 0;
}

例题分析：
在这个例子中，我们使用宏定义定义了一些常量以提高代码的可读性和易维护性。例如，`S`定义为5，表示要输入的数字个数。通过宏定义使代码显得更加整洁，并且在需要修改时更简单方便。排序部分使用了简单的冒泡排序算法，实现从大到小的排序。

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