1、第13章 支持功能,前面已完整介紹了C語言以及重要的庫函數。讀者應能使用C語言編寫各種程序了。如果不行，就需要多加練習。學習了一門語言的基本要素之后，所需要做的就是實踐，實踐，再實踐。 最后章將探討一些尚未解決的問題，深入討論預處理器的功能和一些很有用的庫函數 。,13.1 預處理,源代碼在編譯成機器指令之前，要進行預處理。預處理階段可以根據預處理指令(它的第一個字符是#)執(zhí)行一系列服務。預處理階段可以在編譯之前處理及修改C源代碼。完成預處理階段，并分析及執(zhí)行了所有預處理指令后，這些指令就不再出現在源代碼中。編譯器開始編譯階段，生成與程序對應的機器碼 。 在程序中包含頭文件 外部變量及函數 替

2、換程序源代碼 宏替換 看起來像函數的宏 多行上的預處理指令 字符串作為宏參數 結合兩個宏展開式的結果,13.1.1 在程序中包含頭文件,頭文件是外部的文件，使用#include預處理指令可以將它的內容包含在程序中。下面的語句： #include 這會將支持輸入輸出操作的標準庫頭文件放在程序中。將標準庫包含到程序中的一般語句如下： #include ,13.1.2 外部變量及函數,一個由幾個源文件組成的程序，常需要使用在其他文件內定義的全局變量。為此，可以使用關鍵字extern將它們聲明為外部變量。例如，使用如下語句在其他文件內定義了一個全局變量(是在任何函數之外)： int number =

3、0; double in_to_mm = 2.54;,13.1.3 替換程序源代碼,程序在編譯之前，預處理器指令會替換源代碼中的符號。最簡單的符號替換前面已介紹過。例如，使用預處理器指令將字符串PI替換為特定值： #define PI 3.14159265; 標識符PI看起來像是變量，但它不是變量，與變量一點關系也沒有。PI是一個標志，有點像憑證，在預處理階段用來替換在#define指令中指定的一串數字。當預處理完成后，準備編譯程序時，PI字符串已經被它的定義取代，不再出現了,13.1.4 宏替換,宏基于前面的#define指令，但它的適用范圍比較大，允許進行多個參數化替換。不僅可以用固定的字

4、符串替換標志符，還允許指定一些參數，而這些參數可以被變元的值取代。 下面是一個例子： #define Print(My_var) printf( %d, My_var) 這個指令提供了兩層替換。一個是用其后的字符串替換Print(My_var)，另一個是對My_var的替換。,13.1.5 看起來像函數的宏,這類替換語句的一般形式是： #define macro_name( list_of_identifiers ) substitution_string 在一般情況下，可以有許多參數，因此可定義比較復雜的替換。為了說明如何使用，下面定義一個宏，使用下面的語句找出兩個數中的較大值： #defi

5、ne max(x, y) x y ? x : y,13.1.6 多行上的預處理指令,預處理指令必須在一個邏輯行中，但可以使用續(xù)行符“”將它分成許多行?？梢跃帉懭缦抡Z句： #define min(x, y) (x)(y) ? (x) : (y) 這里，語句定義在第二行的第一個非空白字符處繼續(xù)，因此只要覺得這樣的安排比較好，可以將文本放在第二行。注意，必須是這行的最后一個字符，其后是回車符 。,13.1.7 字符串作為宏參數,使用宏時，字符串常量是一個潛在的混亂根源。最簡單的字符串替換是單層的定義，例如： #define MYSTR This string 假設編寫了下面的語句： printf(%

6、s, MYSTR); 在預處理期間，這行語句會轉換成： printf(%s, This string ); 結果正確無誤。但在#define指令中定義替換字符串時沒有加上雙引號，它就不會加上雙引號。,13.1.8 結合兩個宏展開式的結果,有時希望宏生成兩個結果，并將它們結合在一起，其中沒有空格。假設定義如下的宏： #define join(a, b) ab 這不能正常工作。這個展開式的定義會解讀成ab，而不是參數a后跟參數b。如果用空格將它們分開，結果也會有一個空格，這不是希望的結果。預處理階段提供了一個運算符來解決這個問題。,13.2 預處理器指定命令,上一個例子看起來好像相當有限，實在很難

7、想象在什么情形下需要把var和123連接起來。畢竟，總是可以使用一個參數，將變元編寫成varl23。但是預處理的一個作用是，允許前一個例子進行多個宏的替換，即一個宏中的變元派生于另一個宏中定義的替換。在上一個例子中，join()宏的兩個變元都可以由其他#define替換或宏生成。預處理也支持提供邏輯if功能的指令，它極大地擴展了預處理階段所能處理的范圍 。 條件編譯 測試指定值的指令 多項選擇 標準預處理宏,13.2.1 條件編譯,第一個要討論的邏輯指令測試前一個#define指令創(chuàng)建的標識符是否存在。它的形式如下： #if defined identifier 如果定義了指定的identif

8、ier，則#if和 #endif之間的語句就包含到程序代碼中。如果沒有定義該標識符，就跳過#if和#endif之間的語句。這和C編程中使用的邏輯過程相同，只是這里將程序語句包含或不包含在源文件中,13.2.2 測試指定值的指令,也可以使用#if指令的一種形式測試常量表達式的值。如果常量表達式的結果不是0，這條語句和下一個#endif之間的所有語句就都包含到程序代碼中。如果常量表達式的結果是0，就跳過這條語句和下一個#endif之間的所有語句。#if指令的一般形式如下： #if constant_expression 它經常用于測試前面的預處理器語句賦予標識符的指定值 。,13.2.3 多項選擇

9、,為了補足#if指令，可以使用#else指令。它的作用和else語句完全相同：當#if條件失敗時，就執(zhí)行一組指令或包含一些語句。例如： #if CPU = Pentium4 printf(nPerformance should be good. ); #else printf(nPerformance may not be so good. ); #endif 在這個例子中，將哪一個printf()語句包含到程序中，取決于CPU是否定義成Pentium4。,13.2.4 標準預處理宏,在編譯器的文檔說明中，通常定義了大量的標準預處理宏。這里只介紹其中兩個比較常用的宏。 宏_DATE_提供日期的

10、字符串表示法，在程序中調用它時，它的格式是Mmm dd yyyy。其中Mmm是月份，如Jan、Feb等，dd是日期，即131的數字，如果是一個數字，就在該數字前面加上空白。yyyy是4位數字的年份，例如2006 。,13.3 調試方法,第一次編寫完程序時，程序大都有一些錯誤。從程序中刪除這些錯誤大致和編寫程序所花的時間成正比。程序越大、越復雜，包含的錯誤就越多，使程序正常運行所需的時間也就越多。一些非常大的程序，如操作系統(tǒng)，或復雜的應用程序，如字處理系統(tǒng)，甚至C程序開發(fā)系統(tǒng)，都因為過于復雜，不可能將錯誤完全消除。讀者也許對此有一些經驗。通常這類殘余的錯誤相當輕微，能與系統(tǒng)一起運行 。 集成的調

11、試器 調試階段的預處理 使用assert()宏,13.3.1 集成的調試器,許多編譯器都在程序開發(fā)環(huán)境中嵌入了大量的調試工具。這些工具的功能很強大，可以顯著減少使程序正常運行所需的時間。一般它們提供了各種幫助測試程序的工具 。,13.3.2 調試階段的預處理,使用條件預處理器指令，可以將代碼塊包含到程序中，以幫助測試。許多C語言開發(fā)系統(tǒng)的調試功能非常強大，但添加自己的追蹤代碼仍舊有用?？梢钥刂扑@示的數據的格式，甚至根據程序中的條件或關系，輸出各種不同的數據以用于調試 。,13.3.3 使用assert()宏,assert()宏在標準庫的頭文件中定義。這個宏能在程序中插入測試用的任意表達式，如

12、果表達式是false(等于0)，程序就中止，并輸出一條診斷信息。assert()宏的變元是一個結果為整數的表達式，例如： assert(a = b); 如果a等于b，表達式的結果就是true(非零)。如果a不等于b，表達式的結果就是false，程序就輸出一條相關的斷言信息，然后中止。程序的中止是調用 abort()實現的，所以是不正常結束。調用abort()時，程序會立即終止。流輸出緩沖區(qū)是否刷新，打開的流是否關閉，臨時文件是否刪除，都取決于C的實現方式，所以應參閱編譯器的文檔說明 。,13.4 其他庫函數,庫函數是C語言強大的基礎。前面已經介紹了許多標準庫函數，但討論所有的標準庫函數超出了本

13、書的范圍。但是本節(jié)打算介紹一些目前還未使用的常用函數 。 日期和時間函數庫 獲取日期,13.4.1 日期和時間函數庫,時間是一個很重要的參數，所以C的標準庫包含了一些處理時間與日期的函數。它們可以根據計算機的硬件計時器提供各種不同格式的輸出。 最簡單的函數原型如下： clock_t clock(void);,13.4.2 獲取日期,有一個自25年前開始算起的時間(秒)是很重要的，但使今天的日期顯示為字符串更方便。為此，可以使用函數ctime()，它的原型如下： char *ctime(const time_t *timer); 這個函數接受一個time_t變量的指針作為變元，它含有time()函數返回的日歷時間值。它返回一個指向26個字符的