Директивы препроцессора

Почти все программы на языке С используют специальные команды для компилятора, которые называются директивами. В общем случае директива – это указание компилятору языка С выполнить то или иное действие в момент компиляции программы. Существует строго определенный набор возможных директив, который включает в себя следующие определения:

#define, #elif, #else, #endif, #if, #ifdef, #ifndef, #include, #undef.

Директива #define используется для задания констант, ключевых слов, операторов и выражений, используемых в программе. Общий синтаксис данной директивы имеет следующий вид:

#define <идентификатор> <текст>

или

#define <идентификатор> (<список параметров>) <текст>

Следует заметить, что символ ‘;’ после директив не ставится. Приведем примеры вариантов использования директивы #define.

Листинг 1.2. Примеры использования директивы #define.

#include
#define TWO 2
#define FOUR TWO*TWO
#define PX printf(“X равно %d.\n”, x)
#define FMT «X равно %d.\n»
#define SQUARE(X) X*X
int main()
{
int x = TWO;
PX;
x = FOUR;
printf(FMT, x);
x = SQUARE(3);
PX;

return 0;
}

После выполнения этой программы на экране монитора появится три строки:

X равно 2.
X равно 4.
X равно 9.

Директива #undef отменяет определение, введенное ранее директивой #define. Предположим, что на каком-либо участке программы нужно отменить определение константы FOUR. Это достигается следующей командой:

#undef FOUR

Интересной особенностью данной директивы является возможность переопределения значения ранее введенной константы. Действительно, повторное использование директивы #define для ранее введенной константы FOUR невозможно, т.к. это приведет к сообщению об ошибке в момент компиляции программы. Но если отменить определение константы FOUR с помощью директивы #undef, то появляется возможность повторного использования директивы #define для константы FOUR.

Для того чтобы иметь возможность выполнять условную компиляцию, используется группа директив #if, #ifdef, #ifndef, #elif, #else и #endif. Приведенная ниже программа выполняет подключение библиотек в зависимости от установленных констант.

#if defined(GRAPH)
#include //подключение графической библиотеки
#elif defined(TEXT)
#include //подключение текстовой библиотеки
#else
#include //подключение библиотеки ввода-вывода
#endif

Данная программа работает следующим образом. Если ранее была задана константа с именем GRAPH через директиву #define, то будет подключена графическая библиотека с помощью директивы #include. Если идентификатор GRAPH не определен, но имеется определение TEXT, то будет использоваться библиотека текстового ввода/вывода. Иначе, при отсутствии каких-либо определений, подключается библиотека ввода/вывода. Вместо словосочетания #if defined часто используют сокращенные обозначения #ifdef и #ifndef и выше приведенную программу можно переписать в виде:

#ifdef GRAPH
#include //подключение графической библиотеки
#ifdef TEXT
#include //подключение текстовой библиотеки
#else
#include //подключение библиотеки ввода-вывода
#endif

Отличие директивы #if от директив #ifdef и #ifndef заключается в возможности проверки более разнообразных условий, а не только существует или нет какие-либо константы. Например, с помощью директивы #if можно проводить такую проверку:

#if SIZE == 1
#include // подключение математической библиотеки
#elif SIZE > 1
#include // подключение библиотеки обработки массивов
#endif

В приведенном примере подключается либо математическая библиотека, либо библиотека обработки массивов, в зависимости от значения константы SIZE.

Данные директивы иногда используются для выделения нужных блоков программы, которые требуется использовать в той или иной программной реализации. Следующий пример демонстрирует работу такого программного кода.

Листинг 1.3. Пример компиляции отдельных блоков программы.

#include
#define SQUARE
int main()
{
int s = 0;
int length = 10;
int width = 5;

#ifdef SQUARE
s=length*width;
#else
s=2*(length+width);
#endif

return 0;
}

В данном примере происходит вычисление либо площади прямоугольника, либо его периметра, в зависимости от того определено или нет значение SQUARE. По умолчанию программа вычисляет площадь прямоугольника, но если убрать строку #define SQUARE, то программа станет вычислять его периметр.

Используемая в приведенных примерах директива #include позволяет добавлять в программу ранее написанные программы и сохраненные в виде файлов. Например, строка

#include < stdio.h >

указывает препроцессору добавить содержимое файла stdio.h вместо приведенной строки. Это дает большую гибкость, легкость программирования и наглядность создаваемого текста программы. Есть две разновидности директивы #include:

#include < stdio.h > - имя файла в угловых скобках

и

#include «mylib.h» - имя файла в кавычках

Угловые скобки сообщают препроцессору о том, что необходимо искать файл (в данном случае stdio.h) в одном или нескольких стандартных системных каталогах. Кавычки свидетельствуют о том, что препроцессору необходимо сначала выполнить поиск файла в текущем каталоге, т.е. в том, где находится файл создаваемой программы, а уже затем – искать в стандартных каталогах.

1.9. Функции ввода/вывода printf() и scanf()

Функция printf() позволяет выводить информацию на экран при программировании в консольном режиме. Данная функция определена в библиотеке stdio.h и имеет следующий синтаксис:

int printf( const char *format [, argument]... );

Здесь первый аргумент *format определяет строку, которая выводится на экран и может содержать специальные управляющие символы для вывода переменных. Затем, следует список необязательных аргументов, которые поясняются ниже. Функуция возвращает либо число отображенных символов, либо отрицательное число в случае своей некорректной работы.

В самой простой реализации функция printf() просто выводит заданную строку на экран монитора:

printf(“Привет мир.”);

Однако с ее помощью можно выводить переменные разного типа: начиная с числовых и заканчивая строковыми. Для выполнения этой операции используются специальные управляющие символы, которые называются спецификаторами и которые начинаются с символа %. Следующий пример демонстрирует вывод целочисленной переменной num на экран монитора с помощью функции printf():

int num;
num = 5;
printf(“%d”, num);

В первых двух строках данной программы задается переменная с именем num типа int. В третьей строке выполняется вывод переменной на экран. Работа функции printf() выглядит следующим образом. Сначала функция анализирует строку, которую необходимо вывести на экран. В данном случае это «%d». Если в этой строке встречается спецификатор, то на его место записывается значение переменной, которая является вторым аргументом функции printf(). В результате, вместо исходной строки «%d» на экране появится строка «5», т.е. будет выведено число 5.

Следует отметить, что спецификатор «%d» выводит только целочисленные типы переменных, например int. Для вывода других типов следует использовать другие спецификаторы. Ниже перечислены основные виды спецификаторов:

%с – одиночный символ
%d – десятичное целое число со знаком
%f – число с плавающей точкой (десятичное представление)
%s – строка символов (для строковых переменных)
%u – десятичное целое без знака
%% - печать знака процента

С помощью функции printf() можно выводить сразу несколько переменных. Для этого используется следующая конструкция:

int num_i;
float num_f;
num_i = 5;
num_f = 10.5;
printf(“num_i = %d, num_f = %f”, num_i, num_f);

Результат выполнения программы будет выглядеть так:

num_i = 5, num_f = 10.5

Кроме спецификаторов в функции printf() используются управляющие символы, такие как перевод строки \n, табуляции \t и др. Например, если в ранее рассмотренном примере необходимо вывести значения переменных не в строчку, а в столбик, то необходимо переписать функцию printf() следующим образом:

printf(“num_i = %d,\n num_f = %f”, num_i, num_f);

Аналогично используется и символ табуляции.

Для ввода информации с клавиатуры удобно использовать функцию scanf() библиотеки stdio.h, которая имеет следующий синтаксис:

int scanf( const char *format [,argument]... );

Здесь, как и для функции printf(), переменная *format определяет форматную строку для определения типа вводимых данных и может содержать те же спецификаторы что и функция printf(). Затем, следует список необязательных аргументов. Работа функции scanf() демонстрируется на листинге 1.4.

Листинг 1.4. Пример использования функции scanf().

#include
int main()
{
int age;
float weight;
printf(“Введите информацию о Вашем возрасте: ”);
scanf(“%d”, &age);
printf(“Введите информацию о Вашем весе: ”);
scanf(“%f”, &weigth);
printf(“Ваш возраст = %d, Ваш вес = %f”, age, weigth);

return 0;
}

Основным отличием применения функции scanf() от функции printf() является знак & перед именем переменной, в которую записываются результаты ввода.

Функция scanf() может работать сразу с несколькими переменными. Предположим, что необходимо ввести два целых числа с клавиатуры. Формально для этого можно дважды вызвать функцию scanf(), однако лучше воспользоваться такой конструкцией:

scanf(“ %d, %d ”, &n, &m);

Функция scanf() интерпретирует это так, как будто ожидает, что пользователь введет число, затем – запятую, а затем – второе число. Все происходит так, как будто требуется ввести два целых числа следующим образом:

88,221

или

88, 221

Функция scanf() возвращает число успешно считанных элементов. Если операции считывания не происходило, что бывает в том случае, когда вместо ожидаемого цифрового значения вводится какая-либо буква, то возвращаемое значение равно 0.

Дата добавления: 2014-02-28; просмотров: 468; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!