预处理器 (preprocessor)

C预处理器是一种简单的宏处理器。
预处理器是由特殊的预处理器命令行控制的，它们是以#符号开头的源文件行。
预处理器的一般操作：从源文件中删除所有的预处理器命令行，并在源文件中执行这些预处理器命令所指定的转换操作
预处理器代码行的语法与C语言其他部分的语法是完全独立的，但经过预处理所产生的源代码必须在上下文环境中合法

常见的预处理器命令：
#define  　定义一个预处理器宏 
#undef      取消一个预处理器宏
#include   插入另一个源文件的文本
#if             测试一个常量表达式的值
#ifdef       测试如果一个宏已被定义
#ifndef     测试如果一个宏没有被定义
#else        测试失败后（它的后面不能接宏）
#endif      终止条件文本
#line        提供用于编译器信息的行号
#elif         与else if相似
defined     判断一个宏是否被定义，已定义返回1，否则返回0,其与#if和#elif联用
#              将#后的宏标记转化为字符串
##           将两个相邻的宏标记连接成一个整体标记
#pragma  指定依赖编译器的信息
#error      用指定的信息产生一个编译时错误

1.预处理器词法约定
·以#开始的行被看成是预处理器命令
·命令的名称必须紧随#字符之后（标准C编译器允许#后出现空格，而一些旧式编译器不允许）
·如果只有一个#，则被看null指令，当成空行处理
·如果命令名称后不包含命令参数，则命令名称后必须是空白字符或注释，
例：  #define PLUS + 或 #define PLUS /* */ +
·如果命令名称带参数，则左括号必须紧随命令参数名称
例：#include < stdio.h>  如果<与stdio.h之间有空格就会出错
·如果一个宏被展开之后是一些看上去像预处理器命令，这些命令不会被标准C编译器所认识，  例：   #define GETMATH #include
  GETMATCH展开后为 # include < math . h>,会被编译为错误C代码
·在命令行末加\可以进行续行，例   #define err(flag,msg) if(flag) \
   printf(msg)

2.宏的定义
·语法：
·Object-liked defined
  #define 宏名 标记序列
·With parameter list defined
  #define 宏名（parameter list） 标记序列

3.宏扫描
·规则：当一个宏被展开之后，对宏调用的扫描就在宏展开的开始位置继续，使宏名称在被展开宏的内部可以被认识，以便进一步的宏替换，例
  #define plus(x,y) add(y,x)
  #define add(x,y) ((x)+(y))
  对plus(plus(a,b),c)进行宏展开，步骤如下：
   plus(plus(a,b),c)
      =>add(c,plus(a,b))
      =>((c)+(plus(a,b)))
      =>((c)+(add(b,a)))
      =>((c)+((b)+(a)))
·自身宏嵌套
  ·在标准C中，出现在自身的展开体中的宏并不会被重新展开
  ·旧式的C预处理器在传统中并不会检测这种递归，而是试图继续展开直到系统出错为止

4.预定义的宏
·常用的预定义的宏有：
  __LINE__    当前源程序行的行号，用十进制整数常量表示
  __FILE__    当前源文件的名称，用字符串常量表示
  __DATE__    编译时的日期，用“MM dd yyyy”形式的字符串常量表示
  __TIME__    编译时的时间，用“hh:mm:ss”形式的字符串常量表示
  __STDC__    当且只当编译器遵循ISO标准时，它的值是十进制常量1
  __STDC__VERSION__  如果编译器遵循C99，则这个宏的值是199901L，其他情况下，该宏没定义
  __STDC__HOSTED__  当前是宿主系统，该宏值为1,当前是独立系统，这个宏值为0
  __STDC__IEC__559__ 如果浮点实现遵循IEC 60599标准，这个宏值为1,否则无定义
  __STDC__IEC__559__COMPLEX__  如果复数运算实现遵循IEC 60559标准，则该宏值为1,否则未定义
  __STDC__ISO10646__  定义为一个长整数常量

5.取消宏定义和宏的重定义
·使用#undef命令，语法：
  #undef 宏名
·避免宏的重定义，使用#ifndef或#ifdef命令，例
  #ifndef MYHEADER_H
  #define MYHEADER_H 2000
  #endif

6.宏展开的优先级错误
·宏的操作完全是标记的文本替换，只有在宏展开结束后，才会把宏体解析为声明，表达式或语句，例:
  #define SQUARE(x) x*x
  SQUARE(a)=>a*a  //ok
  SQUARE(a+b)=>a+b*a+b //???
·避免这种事件发生，可以使用括号
  #define SQUARE(x) (x)*(x)
  SQUARE(a+b)=>(a+b)*(a+b) //ok

7.把标记转换为字符串
·在标记序列中使用#，例
  #define TEST(a,b) printf( #a "<" #b "=%d\n", (a)<(b) )
  TEST(0,0xFFFF)=>printf("0<0xFFFF=%d\n", (0)<(0xFFFF))

8.宏展开中的标记合并
·在标中使用##，例
  #define NAME(i) name ## i
  NAME(1)=>name1

9.宏的可变参数列表
·使用省略号来表示宏参数中的可变参数列表，语法：
  #define 宏名（参数列表，...) 标记序列
  #define 宏名（...） 标记序列
·在标记序列中使用__VA__ARGS__来对应参数列表中的...,例
#define MAKE_EM_A_STRING(...) #__VA__ARGS__
MAKE_EM_A_STRING(a,b,c,d)=>"a,b,c,d"

10.文件包含
·使用#include命令，形式如下：
  #include <字符序列>
  #include "字符序列"
  #include 标记序列
·使用<>和""的区别在于编译器查找包含文件的方式
  <>:根据编译器的定义规则和路径进行查找
  "":从源文件的当前路径开始查找，如果不存在，则以<>形式来处理

11.条件编译
·使用#if,#else,#endif命令，形式：
  #if 常量表达式
     ....
  #else
     ...
  #endif
·使用#elif命令,形式
  #if 常量表达式1
    ...
  #elif 常量表达式2
     ...
  #elif 常量达式n
     ...
  #else
     ...
  #endif
·使用#ifdef和#ifndef命令，形式
  #ifdef 宏名
  表示如果该宏名已被定义，则相当于#if 1
如果该宏名没有定义，则相当于#if 0
·defined操作符
·defined操作符可以在#if和#elif表达式中使用，不能用于别处，形式
   defined name
   defined (name)
  例：
   #if defined(VAX) 代替
   #ifdef VAX 

12.显示的行号
·使用#line命令，形式：
#line n "filename"
#line n
表示源代码的下一行来自用户所编写的filename的文件的第n行，n必须是十进制数字

13.pragma指定
·以添加新的预处理器功能或者向编译器提供因实现而异的信息
·标准pragma命令
  #pragma [FP_CONTRACT|FENV_ACCESS|CX_LIMITED_RANGE] [ON|OFF|DEFAULT]
·_Pragma操作符，形式：
  _Pragma("字符串序列")
例：
   _Pragma("STDC FENV_ACCESS ON") 等价于
  #pragma STDC FENV_ACCESS ON

14.错误指令
·使用#error命令，形式
#error 预处理器标记
·如果信息中包含有宏，而不想将宏进行展开，可以使用字符串形式
#define SIZE 1024
#if (SIZE%256 !=0 )
#error "SIZE must be a multiple of 256"
#endif
 
15.关于一些旧编译器空白字符的预处理
例：
  #define INC ++
  #define TAB internal_table
  #define INCTAB table_of _increments

  #define CONC(x,y) x/**/y
  对于CONC(INC,TAB)进行展开，标准与非标准编译器处理方式：
  标准                          非标准
  CONC(INC,TAB)             CONC(INC,TAB)
  INC TAB                   INCTAB   这里出现了不一样的结果
   ++ internal_table        table_of_increments  导致结果也不一样了