什么是預(yù)處理命令
預(yù)處理命令在我之前看過(guò)的C語(yǔ)言基礎(chǔ)教程中好像并沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)到，在現(xiàn)在的一些項(xiàng)目中預(yù)處理命令的出現(xiàn)頻率卻越來(lái)越多。事物的存在必有其存在的理由，于是就花時(shí)間去琢磨了一下，以及查閱相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)使用預(yù)處理命令去優(yōu)化代碼可以達(dá)到很好的效果。預(yù)處理命令在某資料中是這樣描述的"C程序的源代碼中可包括各種編譯指令，這些指令稱為預(yù)處理命令。雖然它們實(shí)際上不是C語(yǔ)言的一部分，但卻擴(kuò)展了C程序設(shè)計(jì)的環(huán)境"。預(yù)處理命令實(shí)質(zhì)上是運(yùn)行在編譯器編譯過(guò)程的指令。所以說(shuō)在嵌入式程序設(shè)計(jì)中使用預(yù)處理命令不會(huì)占用最終目標(biāo)運(yùn)行系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間。
預(yù)處理命令有哪些
在ANSI標(biāo)準(zhǔn)定義的C語(yǔ)言預(yù)處理程序中包括下列命令：
＃include，#define，#if，#else，#elif，#endif，#ifdef，#ifndef，#error，#undef，#line，#pragma等。從以上可以看出預(yù)處理命令的共同特點(diǎn)就是以"#"開(kāi)頭。下面就分別介紹幾個(gè)在項(xiàng)目中使用比較多的預(yù)處理命令。
- ＃include
這個(gè)預(yù)處理命令算是使用的最多而又最重要的一個(gè)預(yù)處理命令了。它的作用你是否還記得？include就是"包含"的意思，在程序編譯的時(shí)候預(yù)處理器看到#include就會(huì)把<>尖括號(hào)或者" "中的那個(gè)文件找到，然后用該文件的內(nèi)容替換掉#include <>這一行。
使用方法或者格式：
#include <xxx.h>
- #define
#define叫做宏定義，標(biāo)識(shí)符為所定義的宏名，簡(jiǎn)稱宏。標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則與前面講的變量的命名規(guī)則是一樣的。#define 的功能是將標(biāo)識(shí)符定義為其后的常量。一經(jīng)定義，程序中就可以直接用標(biāo)識(shí)符來(lái)表示這個(gè)常量。是不是與定義變量類似？但是要區(qū)分開(kāi)！變量名表示的是一個(gè)變量，但宏名表示的是一個(gè)常量。可以給變量賦值，但絕不能給常量賦值。宏所表示的常量可以是數(shù)字、字符、字符串、表達(dá)式。使用宏定義可以用宏代替一個(gè)在程序中經(jīng)常使用的常量。注意，是"經(jīng)常"使用的。這樣，當(dāng)需要改變這個(gè)常量的值時(shí)，就不需要對(duì)整個(gè)程序一個(gè)一個(gè)進(jìn)行修改，只需修改宏定義中的常量即可。且當(dāng)常量比較長(zhǎng)時(shí)，使用宏就可以用較短的有意義的標(biāo)識(shí)符來(lái)代替它，這樣編程的時(shí)候就會(huì)更方便，不容易出錯(cuò)。因此，宏定義的優(yōu)點(diǎn)就是方便和易于維護(hù)。
需要注意的是，預(yù)處理指令不是語(yǔ)句，所以后面不能加分號(hào)。
使用方法或者格式：
#define xxx 1 //定義常量
#define xxx 'a' //定義字符
#define xxx "abcb" //定義字符串
#define xxx abc() //定義函數(shù)
還可以這樣：
#define XX_ABS(x) ((x)>=0? (x):-(x)) //返回絕對(duì)值
#define XX_SIGN(x) ((x<0)?-1:((x>0)?1:0)) //正數(shù)返回 1,負(fù)數(shù)返回 -1 零返回 0
- #ifndef
#ifndef是"if not defined"的簡(jiǎn)寫(xiě)，是宏定義的一種，它是可以根據(jù)是否已經(jīng)定義了一個(gè)變量來(lái)進(jìn)行分支選擇，一般用于調(diào)試等。實(shí)際上確切地說(shuō)這應(yīng)該是預(yù)處理功能中三種（宏定義，文件包含和條件編譯）中的第三種——條件編譯。
條件指示符#ifndef的最主要目的是防止頭文件的重復(fù)包含和編譯。條件編譯當(dāng)然也可以用條件語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)， 但是用條件語(yǔ)句將會(huì)對(duì)整個(gè)源程序進(jìn)行編譯，生成的目標(biāo)代碼程序很長(zhǎng)，而采用條件編譯，則根據(jù)條件只編譯其中的程序段1或程序段2，生成的目標(biāo)程序較短。如果條件選擇的程序段很長(zhǎng)，采用條件編譯的方法是十分必要的。
假如你有一個(gè)C源文件，它包含了多個(gè)頭文件，比如頭文件A和頭文件B，而頭文件B又包含了頭文件A，則最終的效果是，該源文件包含了兩次頭文件A。如果你在頭文件A里定義了結(jié)構(gòu)體或者類類型（這是最常見(jiàn)的情況），那么問(wèn)題來(lái)了，編譯時(shí)會(huì)報(bào)大量的重復(fù)定義錯(cuò)誤。
使用方法或者格式：
//經(jīng)常在H文件（頭文件）看到是格式:
#ifndef 標(biāo)識(shí)符
#define 標(biāo)識(shí)符
/*************
程序段
***************/
#endif
其他格式:
#ifndef表達(dá)式
/***********
程序段 1
***********/
#else
/***********
程序段 2
***********/
#endif
- #if，#else，#elif，#endif
#if，#else，#elif，#endif通常是組合使用，#if 叫條件預(yù)處理命令主要作用跟if判斷語(yǔ)句相似，格式上的區(qū)別在在于使用#if需要使用#endif以表示結(jié)束。否則編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。主要作用就是通過(guò)判斷條件是否滿足去選擇編譯程序段。
使用方法或者格式：
格式1
#if XXX
/*****
程序段
*****/
#endif
格式2
#if XXX
/*****
程序段1
*****/
#else
/*****
程序段2
*****/
#endif
格式3
#ifndef XXX 0 //
#if (XXX==1)
/*****
程序段1
*****/
#elif (XXX==2)
/*****
程序段2
*****/
#else
/*****
程序段3
*****/
#endif
在以上的格式基礎(chǔ)上如果再加上#define宏定義就更好地去控制了。比如下面的這個(gè)例子：
在一個(gè)嵌入式的小系統(tǒng)中有兩種調(diào)試方式，一種是串口調(diào)試，一種是USB轉(zhuǎn)串口調(diào)試。串口調(diào)試一般使用在系統(tǒng)程序開(kāi)發(fā)階段調(diào)試。而USB轉(zhuǎn)串口調(diào)試一般使用在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完成后的功能調(diào)試，因?yàn)閁SB還可以實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的掛載，在后期使用USB進(jìn)行固件升級(jí)是非常方便的。現(xiàn)在的問(wèn)題就是用什么方法可以更簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)串口調(diào)試與USB轉(zhuǎn)串口調(diào)試的快速轉(zhuǎn)換。
其中的方法之一就是使用條件預(yù)處理命令實(shí)現(xiàn)切換,
有四個(gè)函數(shù)：
USB_Init();
Usb_printf(char *p); //向usb轉(zhuǎn)串口打印調(diào)試信息
Usart_Init();
Usart_printf(char *p); //向串口打印調(diào)試信息
實(shí)例過(guò)程如下:
#define PRMOS 0 //0 使用串口打印 1 使用usb打印信息
#if PRMOS
#define DEBUG(s) Usb_printf(s)
#else
#define DEBUG(s) Usart_printf(s)
#endif
int main(void)
{
#if PRMOS
USB_Init();
#else
Usart_Init();
#endif
While(1)
{
DEBUG("Hello, World! n");
Delay_ms(1000);
}
}
大致的思路就是使用#define定義一個(gè)常量和使用同一個(gè)標(biāo)識(shí)符分別定義串口打印函數(shù)和usb打印函數(shù)，然后使用條件判斷預(yù)處理#if通過(guò)判斷PRMOS標(biāo)識(shí)符選擇編譯哪一部分，在程序設(shè)計(jì)的時(shí)候也需要使用#if把USB和串口相關(guān)的代碼區(qū)分開(kāi)。這樣在編譯的時(shí)候始終都是編譯一部分，所以整體的編譯速度或者占用空間都是比較少的。在功能切換時(shí)只需要更改PRMOS的值就完成了全部代碼的修改，這樣是不是很方便。
這種程序設(shè)計(jì)方法在一些實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的配置中使用的比較多，例如FreeRTOS中的功能配置
總結(jié)。預(yù)處理命令主要是使用在程序的優(yōu)化上。可以使程序設(shè)計(jì)更靈活更好看等等。
