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饼手蒋
5 years ago
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1 (Preprocessor) (Macro) C++ (#)

2 備註 : 可依進度點選小節

3 9-1 前置處理器 (Preprocessor)

4 9-1 前置處理器 (Preprocessor) 在上圖中, 為了開發一個大型的應用程式所需的 include 檔案原始檔案都不一定只有一個而在連結過程當中所加入的其它目的檔案也可以是 0 到多個, 但它的副檔名不一定只有.obj, 也可以是.lib.dll 等形式在前置處理的過程中, 最常用的兩個前置命令為 #include 與 #define, 分別說明如下

5 前置處理器 -#define 與範例 #define 最基本的功能就是使用有意義的名詞定義某些常數問題描述 : 計算一個圓的面積與周長, 此時都會用到圓周率, 希望用使個 #define 方式完成

6 前置處理器 -#define 與範例 #include "stdafx.h" #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #define PI //#define 的使用範例 int main() { float r; printf(" 請輸入圓的半徑 :"); scanf("%f",&r); printf(" 圓周長為 :%f\n",2*pi*r); printf(" 圓面積為 :%f\n",pi*r*r); system("pause"); }

7 前置處理器 -#define 使用 #define 來定義一個名詞的語法示意圖如下 :

8 前置處理器 -#define 事實上, 使用 #define PI 之後, 前置處理器會搜尋程式中所有的 PI, 然後將它們替換成這也就是說, 在編譯之前主程式就會被前置處理器處理成如下的程式碼 : int main() { float r; printf(" 請輸入圓的半徑 :"); scanf("%f",&r); printf(" 圓周長為 :%f\n",2* *r); printf(" 圓面積為 :%f\n", *r*r); system("pause"); }

9 前置處理器 -#define 雖然前置處理器在此只做簡單的文字取代工作, 但仍需要注意幾件事 : 前置處理器並不屬於 C/C ++ 編譯器的一部份, 所以它不是用 C/C++ 的語法來撰寫前置處理器敘述可寫在程式中的任何地方, 但為了能讓程式設計人員容易了解與維護, 因此建議寫在檔頭的地方前置處理器是以行為單位並非如 C/C++ 的敘述是用分號 (;) 來結束

10 前置處理器 -#define 雖然使用 #define 來定義一個數值必須使用前置處理器的語法來撰寫, 但是簡單的四則運算仍然接受, 因此如果定義的數值就可以是某種運算式, 例如 : #define WIDTH 80 #define LENGTH WIDTH + 20

11 #define 與 const C/C++ 會立即檢查 const 敘述的語法 ; 而 #define 指示要到使用巨集 ( 請參考 9-2) 時才會檢查 const 是採用 C/C++ 語法,#define 則有自己的語法 const 適用 C/C++ 變數的有效範圍法則, 而用 #define 所定義的常數會延伸到整個程式 #define 只能定義簡單的數值常數, 而 cons t 可定義每一種 C/C++ 的資料型別, 包含複雜的陣列 ( 請參考 10 章 ) 結構 ( 請參考第 13 章 ) 以及類別 ( 請參考第 15 章 ) 等

12 前置處理器 -#include #include 敘述之主要目的是讓我們將某個程式檔或標頭檔引入到目前的程式內, 這樣一來目前所設計的程式就可以使用該檔案內的資料或函式, 語法如下 : <1> #include " 檔案名稱 " <2> #include < 檔案名稱 >

13 前置處理器 -#include 無論使用上述的那一種方法, 系統都將會在目前的目錄下尋找所指定的檔案如果找不到, 則會再去系統所設定的目錄底下尋找如果您想為自己的專案設定特殊的 include 檔案目錄, 則請先在方案總管中點選專案名稱, 然後在點選 IDE 上的 [ 檢視 ] [ 屬性頁 ] 選項, 此時可看到如圖 9-3 的畫面

14 前置處理器 -#include 1. 加入其它的 include 目錄 2. 加入 3. 瀏覽目錄 include

15 前置處理器 -#include 事實上前置處理器處理 #include 的方法跟處理 #define 的方法一樣, 就是把所要引用的檔案內容加到目前的檔案當中

16 前置處理器 -#include 範例在 myheader.h 檔案當中只有一行如下的定義 : #define PI 而程式設計時使用 #include "myheader.h" int main() { }

17 前置處理器 -#include 範例經過前置處理的的處理之後程式就會變成 : #define PI int main() { }

18 前置處理器 -#include 範例如果只是簡單的數值定義, 那麼使用 const 或許還要比使用 #define 來的好用, 除非您想要將很多的 #define 放在標頭檔之中

19 9-2 巨集 (Macro) #define 的功能不是只有定義簡單的數值而已, 它還具有可以定義更複雜的功能, 稱之為巨集巨集的定義可以是簡單的字串巨集的定義可以是簡單的字串或是功能更複雜的函式

20 巨集 (Macro) 範例 1 #define Ierror printf(" 輸入錯誤, 請輸入合理的整數範圍! \n"); 如此一來, 在程式中就可以使用 Ierror 來取代 printf(" 輸入錯誤, 請輸入合理的整數範圍 \n"); 這一行程式例如 : if (d<0 d>1000) Ierror 依據先前使用過 #define 的經驗可以得知, 經過前置處理器之後的程式就會被展開成為 : if (d<0 d>1000) printf(" 輸入錯誤, 請輸入合理的整數範圍!\n");

21 巨集 (Macro) 範例 2 問題描述 : 定義一個巨集來計算圓的面積與周長, 必須可以傳入圓的半徑執行畫面 :

22 巨集 (Macro) 範例 2 #include "stdafx.h" #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #define PI //---- 定義巨集 #define AreaOfCircle(r) PI*r*r #define Perimeter(r) (2*PI*r) int main() { float r; printf(" 請輸入圓的半徑 :"); scanf("%f", &r); //--- 使用巨集 printf(" 圓周長為 :%f\n", Perimeter(r)); printf(" 圓面積為 :%f\n", AreaOfCircle(r)); system("pause"); }

23 巨集 (Macro) 範例 2 在上述的程式中可以看到定義巨集與呼叫巨集的寫法, 經過前置處理器的處理之後, 事實上程式碼 printf(" 圓周長為 :%f\n",perimeter(r)); 將會被取代為 printf(" 圓周長為 :%f\n",(2*pi*r)); 而其中的 PI 又會被展開成所以最後展開的程式碼即為 : printf(" 圓周長為 :%f\n",(2* *r));

24 9-2 巨集 (Macro) 在定義巨集時有一些注意事項, 那就是小括號與運算優先權問題, 例如, 上述程式定義圓面積的巨集程式碼 : 傳入的參數規劃, 需使用小括號, 亦可使用多個參數 #define AreaOfCircle(r) PI*r*r 以空白隔開巨集名稱定義巨集的內容, 使用 C/C++ 語法

25 9-2 巨集 (Macro) 如果想要使用多參數, 則與函式相同, 在參數之間使用逗號分開 ( 不需要為參數宣告資料型別, 因為它的功能只是做文字的替換而已 ) 所有的程式看起來都很正常, 但是為何還說需要注意小括號與運算優先權問題呢? 以求得圓面積的巨集為例, 如果在使用巨集時所使用的程式碼為 : AreaOfCircle(8+2); 請問, 計算後的結果為何?

26 9-2 巨集 (Macro) 感覺上應該為 PI*10*10= , 但實際上卻不然, 因為巨集的使用方式並不是函式, 傳入的引數並不會自動相加, 而只是替換而已, 因此程式碼即為 : PI*8+2*8+2; 顯而易見地, 它與原意 PI*(8+2)*(8+2) 相去甚遠想要解決這樣的問題, 只要改成下列方式即可 : #define AreaOfCircle(r) PI*(r)*(r)

27 9-2 巨集 (Macro) 上述是設計傳入一個參數的巨集範例, 如果想要傳入 2 個甚至更多個參數時該如何設計呢? 事實上是同樣的種格式, 例如一個簡單的加法巨集 : #define ADD(x,y) ((x)+(y)) 另外, 由前置處理器是以每一行而非以分號來分行, 因此對於過長的敘述想要分成兩行以上來撰寫時則可以使用 \(Back Slash) 來連接

28 巨集 (Macro) 範例 3 問題描述 : 定義一個巨集比較傳入兩個數的大小並列印其關係執行畫面 :

29 巨集 (Macro) 範例 3 #include "stdafx.h" #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #define compare(a,b) \ if (a>b) \ printf("a > b\n"); \ else if(a<b) \ printf("a < b\n"); \ else \ printf("a = b\n"); int main() { int a,b; printf(" 請輸入 a 與 b 兩整數 :"); scanf("%d %d",&a,&b); compare(a,b); system("pause"); } 必須使用 \ 符號, 否則會發生錯誤

30 巨集 (Macro) 函式何時使用? 使用 #define 的方式會讓程式碼變的較長, 當然編譯的時間也相對會變多, 但真正執行時的速度會較快相反地, 使用常數或函式的程式較短, 但是在執行時可能需要處理引數控制權的轉換, 因而執行速度較慢換句話說, 巨集與函式使用的抉擇就是空間與時間

31 9-3 使用標頭檔打從第 2 章開始就一直使用 #include 來引入標頭檔, 在加上本章所介紹的相關知識之後是否對為何使用標頭檔有更深入的了解, 而在本節中將要介紹如何使用自行設計的標頭檔為何需要使用自行設計的標頭檔呢? 這跟我們使用已設計好的標頭檔是一樣的道理例如 : 在一個較大型的應用程式開發當中, 有一些定義巨集想要共用時就可以透過標頭檔的引入解決這樣的問題

32 使用標頭檔範例問題描述 : 定義一個巨集來計算圓的面積與周長, 必須可以傳入圓的半徑, 並將這些定義放在標頭檔中為了要自行建立標頭檔, 因此請點選 IDE 上的 [ 檔案 ] [ 新增 ] [ 檔案 ] 選項, 然後選取 [ 標頭檔 (.h)] 項目, 請參考圖 9-6

33 使用標頭檔範例圖 9-6 新增標頭檔的畫面按下 [ 開啟 ] 按鈕之後即可在程式編輯器中看到新增的檔案, 只要此處編輯其定義即可, 請參考圖 9-7

34 使用標頭檔範例 - 圖 9-7 預設的標頭檔名稱

35 使用標頭檔範例 -[ 另存 Header1.h 為 ] 選項

36 使用標頭檔範例 - Header1.h 定義 PI 巨集以及函式的原型如下: #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #define PI //---- 定義巨集 #define AreaOfCircle(r) PI*(r)*(r) #define Perimeter(r) (2*PI*(r)) //--- 定義函式原型 float testfun1(float r); void testfun2();

37 使用標頭檔範例可以一樣透過 #include 來引用, 例如 : #include "stdafx.h" #include "MyHeader.h" int main() { float r; printf(" 請輸入圓的半徑 :"); scanf("%f",&r); printf(" 圓周長為 :%f\n",perimeter(r)); printf(" 圓面積為 :%f\n",areaofcircle(r)); system("pause"); }

38 使用標頭檔範例可以一樣透過 #include 來引用, 例如 : // 以下設計函式 float testfun1(float r) { //-- 在函式中使用巨集 return (Perimeter(r)); }

39 9-4 條件式編譯 (Conditional Compilation) 所謂的條件是編譯就是可以透過前置指令來引導編譯器作某一個部分程式碼的編譯例如 : 您想要開發一個 Linux/ Windows 平台上都可以執行的 C 程式 ( 就是有跨平台的問題 ), 雖然理論上 C 的可攜性很高, 只要將原始碼拿到不同平台上重新編譯就可以了但實際上由於作業系統或 C 編譯器上的些許差異存在, 因此可在同一個原始檔案中標示編譯的條件讓編譯器可以選擇正確的程式碼做編譯

40 9-4 條件式編譯 (Conditional Compilation) 條件式編譯的成員 :#if #endif #else #elif #ifdef 以及 #ifndef 各種指示詞的用法說明如下 : 每一個 #if 都必須搭配一個 #endif #elif 可以出現任意個在 #if 與 #endif 中, 但是 #else 最多就只能有一個 #if #elif #else 以及 #endif 指示詞可以行成巢狀結構 #ifdef 用來檢查某一名詞是否有經過 #define 定義 ; 而 #ifndef 則用來檢查一名詞是否沒有被 #define 定義

41 9-4 條件式編譯 (Conditional Compilation) #ifdef 的用法為 : #ifdef identifier 用來檢查是否有 #define identifier 這樣的敘述存在, 事實上也可以用 #if 來完成, 如下列所示 : #if defined identifier 同理,#ifndef identifier 也就與 #if!defined identifier 是相同的意思

42 條件式編譯 (Conditional Compilation) 範例問題描述 : 使用條件式編譯的指令來展示如何運用

43 條件式編譯 (Conditional Compilation) 範例 #include "stdafx.h" #include "stdlib.h" #include "stdio.h" #define OS //--- 定義 OS int main() { #if defined OS //-- 檢查是否有定義 OS #define STACK 200 //--- 如果有定義 OS, 則 STACK 定為 printf("os 有定義 \n"); //-- 可以撰寫 C 程式碼 #else #define STACK 100 //--- 否則 STACK 定為 printf("os 未定義 \n"); #endif printf("stack=%d\n",stack); system("pause");

44 條件式編譯 (Conditional Compilation) 範例 #undef OS //-- 使用 #undef 取消 #define 對 OS 的定義 #undef STACK //-- 使用 #undef 取消 #define 對 STACK 的定義 #if defined OS //---OS 已被 #undef 取消定義了 #define STACK 200 printf("os 有定義 \n"); #else #define STACK 100 printf("os 未定義 \n"); #endif printf("stack=%d\n",stack); system("pause"); }

45 有傳回值的函式設計與使用宣告時必須指定傳回的資料型態, 例如 : int getsum() 使用 return 敘述傳回資料時可以使用小括號, 也可以不使用, 例如 : return(ret_data) 或是 return ret_data 來回傳資料其中的 ret_data 必須是函式規劃的傳回資料型別, 或是允許隱含資料轉換的相容資料型別, 否則將會發生錯誤極建議程式設計時能統一函式宣告與回傳的資料型別, 因為如果回傳的值過大而造成溢位 (Overflow) 的錯誤發生時並不會引發編譯時期或執行時期的錯誤但是執行的結果就會不符合預期

46 有傳回值的函式設計與使用在主程式中呼叫有傳回值的函式一樣是直接使用函式的名稱即可, 但是因為所呼叫的函式有傳回值, 因此可以使用一個同型別的資料變數來接收 ( 如果型別不同也可以透過隱含或是強制型別轉換的方式 ), 例如上述程式中 : int sum=getsum(); 這一行程式就是在宣告整數變數 sum 時順便給予初始值, 而初始值的來源就是 getsum() 函式的回傳值事實上, 如果傳回的值無其他作用而只是要簡單的顯示, 那麼本範例的程式也可以簡化成一行 : printf("1 加到總和 :%d\n",getsum());

47 本章結束 Q&A 討論時間

840 提示 Excel - Excel -- Excel (=) Excel ch0.xlsx H5 =D5+E5+F5+G5 (=) = - Excel 00

Excel - - Excel - -4-5 840 提示 Excel - Excel -- Excel (=) Excel ch0.xlsx H5 =D5+E5+F5+G5 (=) = - Excel 00 ( 0 ) 智慧標籤相關說明提示 -5 -- Excel 4 5 6 7 8 + - * / % ^ = < >= & 9 0 (:) (,) ( ) Chapter - :,