预处理、结构体预习

1. 带参数的宏与自定义函数的区别

  1.函数调用时,先求出实参表达式的值,然后带入形参。而使用带参的宏只是进行简单的字符替换。
  2.函数调用是在程序运行时处理的,分配临时的内存单元;而宏展开则是在编译时进行的,在展开时并不分配内存单元,不进行值的传递处理,也没有“返回值”的概念。
  3.对函数中的实参和形参都要定义类型,二者的类型要求一致,如不一致,应进行类型转换;而宏不存在类型问题,宏名无类型,它的参数也无类型,只是一个符号代表,展开时带入指定的字符即可。宏定义时,字符串可以是任何类型的数据。
  4.调用函数只可得到一个返回值,而用宏可以设法得到几个结果。
  5.使用宏次数多时,宏展开后源程序长,因为每展开一次都使程序增长,而函数调用不使源程序变长。
  6.宏替换不占运行时间,只占编译时间;而函数调用则占运行时间(分配单元、保留现场、值传递、返回)。
一般来说,用宏来代表简短的表达式比较合适。
有时使用宏时会引起理解错误:
例:
#i nclude<iostream.h>
#define max(a,b) ((a>b)?a:b)
void main()
{
 int i=3,j=2;
 cout<<max(++i,j)<<endl;
 cout<<i<<"  "<<j<<endl;
}
运行结果:
5


2.文件包含中的文件用“ ”与用< >的区别

例如:

#include “book.h”
#include<iostream.h>
在刚开始学习都会有这种迷惑,有的程序用<>,有的却用"",那么二者到底什么区别呢,什么情况下使用呢?
<>和""表示编译器在搜索头文件时的顺序不同,<>表示从系统目录下开始搜索,然后再搜索PATH环境变量所列出的目录,不搜索当前目录,""是表示从当前目录开始搜索,然后是系统目录和PATH环境变量所列出的目录。
所以,系统头文件一般用<>,用户自己定义的则可以使用"",加快搜索速度。


3.条件编译有哪几种形式以及使用的规则是什么

一般情况下,源代码文件中的所有行都参加编译,但有时需要指定一部分代码在某个条件下才被编译,这就叫做条件编译。
条件编译发生在预处理阶段,在C中,主要通过#if、#elif、#else、#ifdef、#ifndef、#endif来给一段代码附加上编译条件,然后预处理器收集满足条件的可以进行编译的代码,这样经过预处理,不满足条件的代码就不会被编译。


再来说一下上面几个预处理指令的用法:

#if 条件1
    语句块1
#elif 条件2
    语句块2
#else 
    语句块3
#endif
可以看到,它和普通的条件结构语句很相似,就是满足条件1就编译语句块1,否则如果满足条件2就编译语句块2,否则编译语句块3。最后必须用#endif结尾。


#ifdef和#ifndef用法是:

#ifdef 符号
    语句块
#endif
 
#ifndef 符号
    语句块
#endif
ifdef意思是如果定义了指定的符号就编译下面的语句块;ifndef相反,如果没定义指定的符号,就编译下面的语句块。
    语句块中也可以加预处理指令,这些预处理指令和其他语句一样,只有当满足条件时,才会被处理。
    另外,ifndef常用于防止一个头文件的重复引用。


4.结构体与数组的比较

  1.都是由多个元素组成的

  2.各个元素在内存中的存储空间是连续的

  3.数组中各个元素的数据类型相同,而结构体中的各个元素的数据类型可以不相同


5.有哪些引用结构体变量成员的方法

  1.结构体变量名.成员名 如 stu1.name

  2.结构体指针变量—>成员名, 如 ps->name

  3.(*结构体指针变量).成员名 如 (*ps).name

  4.结构体变量数组名.成员名 如 stu[10].name


6.内存对齐的正式原则有哪些

内存对齐,正是因为内存对齐的影响,导致结果不同。
对于大多数的程序员来说,内存对齐基本上是透明的,这是编译器该干的活,编译器为程序中的每个数据单元安排在合适的位置上,从而导致了相同的变量,不同声明顺序的结构体大小的不同。
 
       那么编译器为什么要进行内存对齐呢?程序1中结构体按常理来理解sizeof(st1)和sizeof(st2)结果都应该是7,4(int) + 2(short) + 1(char) = 7 。经过内存对齐后,结构体的空间反而增大了。
在解释内存对齐的作用前,先来看下内存对齐的规则:
1、  对于结构的各个成员,第一个成员位于偏移为0的位置,以后每个数据成员的偏移量必须是min(#pragma pack()指定的数,这个数据成员的自身长度) 的倍数。
2、  在数据成员完成各自对齐之后,结构(或联合)本身也要进行对齐,对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中,比较小的那个进行。
 
#pragma pack(n) 表示设置为n字节对齐。 VC6默认8字节对齐
以程序1为例解释对齐的规则 :
St1 :char占一个字节,起始偏移为0 ,int 占4个字节,min(#pragma pack()指定的数,这个数据成员的自身长度) = 4(VC6默认8字节对齐),所以int按4字节对齐,起始偏移必须为4的倍数,所以起始偏移为4,在char后编译器会添加3个字节的额外字节,不存放任意数据。short占2个字节,按2字节对齐,起始偏移为8,正好是2的倍数,无须添加额外字节。到此规则1的数据成员对齐结束,此时的内存状态为:
oxxx|oooo|oo


0123 4567 89 (地址)
(x表示额外添加的字节)
共占10个字节。还要继续进行结构本身的对齐,对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中,比较小的那个进行,st1结构中最大数据成员长度为int,占4字节,而默认的#pragma pack 指定的值为8,所以结果本身按照4字节对齐,结构总大小必须为4的倍数,需添加2个额外字节使结构的总大小为12 。此时的内存状态为:
oxxx|oooo|ooxx
0123 4567 89ab  (地址)
到此内存对齐结束。St1占用了12个字节而非7个字节。
 
St2 的对齐方法和st1相同,读者可自己完成。
 
内存对齐的主要作用是:
1、  平台原因(移植原因):不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的;某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据,否则抛出硬件异常。
2、  性能原因:经过内存对齐后,CPU的内存访问速度大大提升。


7.define与tpyedef的区别

typedef只是为了增加可读性而为标识符另起的新名称(仅仅只是个别名),而#define原本在C中是为了定义常量
,到了C++,const、enum、inline的出现使它也渐渐成为了起别名的工具。有时很容易搞不清楚与typedef两者到底该用哪个好,如#define
INT int这样的语句,用typedef一样可以完成,用哪个好呢?我主张用typedef,因为在早期的许多C编译器中这条语句是非法的,只是现今的
编译器又做了扩充。为了尽可能地兼容,一般都遵循#define定义“可读”的常量以及一些宏语句的任务,而typedef则常用来定义关键字、冗
长的类型的别名。
宏定义只是简单的字符串代换(原地扩展),而typedef则不是原地扩展,它的新名字具有一定的封装性,以致于新命名的标识符具有更易定义变
量的功能。请看上面第一大点代码的第三行:
typedef    (int*)      pINT;
以及下面这行:
#define    pINT2    int*
效果相同?实则不同!实践中见差别:pINT a,b;的效果同int *a; int *b;表示定义了两个整型指针变量。而pINT2 a,b;的效果同int *a, b;
表示定义了一个整型指针变量a和整型变量b。


8.结构体与联合体的主要区别

构造数据类型,也叫联合体
用途:使几个不同类型的变量共占一段内存(相互覆盖)


结构体是一种构造数据类型
用途:把不同类型的数据组合成一个整体-------自定义数据类型


结构体变量所占内存长度是各成员占的内存长度的总和。
共同体变量所占内存长度是各最长的成员占的内存长度。
共同体每次只能存放哪个的一种!!
共同体变量中起作用的成员是尊后一次存放的成员,
在存入新的成员后原有的成员失去了作用!


Structure 与 Union主要有以下区别:
1. struct和union都是由多个不同的数据类型成员组成, 但在任何同一时刻, union中只存放了一个被选中的成员, 而struct的所有成员都存在。在struct中,各成员都占有自己的内存空间,它们是同时存在的。一个struct变量的总长度等于所有成员长度之和。在Union中,所有成员不能同时占用它的内存空间,它们不能同时存在。Union变量的长度等于最长的成员的长度。
2. 对于union的不同成员赋值, 将会对其它成员重写, 原来成员的值就不存在了, 而对于struct的不同成员赋值是互不影响的。
举一个例子:
例:
#include <stdio.h>
void main()

     
                         union{                                                      
                                    int i;      
                                    struct{                                           
                                              char first;      
                                              char second;      
                                              }half;      
                                }number;      
                          number.i=0x4241;       
                        printf("%c%cn", number.half.first, number.half.second);      
                          number.half.first='a';                        
                         number.half.second='b';      
                         printf("%xn", number.i);      
                       }
输出结果为:
AB
6261


9.如何理解位段

在前面各章中, 我们已经讨论过字节概念了。在大多数的计算机系统中, 一个字节是由八个更小的, 称作为位的单位组成的。位是比字节更小的单位。位只有两个值, 1 或 0 。因此, 存储在计算机存储器中的一个字节可以看成由八个二进制数字形成的串。
例如, 一个存放值 36 的字节是八个二进制数字的串: 可以表示成 00100100。 存入值24 的字节可以表示成 00010100。
有时, 我们希望不仅对字节进行操作, 也要能对位进行操作。例如, 用布尔真或假条件表示的标志, 在计算机中可用位来表示。
但是, 说明一个用作标志的普通变量至少要用一个字节---8 位, 而在某些计算机系统中则可能是 16 位。 如果我们想在一个很大的表中存储很多标志, 那么 "被浪费" 的内存空间是很可观的。在 C 语言中, 一种方法是用叫做位段的构造类型来定义一个压缩信息的结构。


10.define的使用注意点

1.简单的define定义
#define MAXTIME 1000
一个简单的MAXTIME就定义好了,它代表1000,如果在程序里面写
if(i<MAXTIME){.........}
编译器在处理这个代码之前会对MAXTIME进行处理替换为1000。
这样的定义看起来类似于普通的常量定义CONST,但也有着不同,因为define的定义更像是简单的文本替换,而不是作为一个量来使用,这个问题在下面反映的尤为突出。
2.define的“函数定义”
define可以像函数那样接受一些参数,如下
#define max(x,y) (x)>(y)?(x):(y);
这个定义就将返回两个数中较大的那个,看到了吗?因为这个“函数”没有类型检查,就好像一个函数模板似的,当然,它绝对没有模板那么安全就是了。可以作为一个简单的模板来使用而已。
但是这样做的话存在隐患,例子如下:
#define Add(a,b) a+b;
在一般使用的时候是没有问题的,但是如果遇到如:c * Add(a,b) * d的时候就会出现问题,代数式的本意是a+b然后去和c,d相乘,但是因为使用了define(它只是一个简单的替换),所以式子实际上变成了
c*a + b*d
另外举一个例子:
#define pin (int*);
pin a,b;
本意是a和b都是int型指针,但是实际上变成int* a,b;
a是int型指针,而b是int型变量。
这是应该使用typedef来代替define,这样a和b就都是int型指针了。
所以我们在定义的时候,养成一个良好的习惯,建议所有的层次都要加括号。
3.宏的单行定义
#define A(x) T_##x
#define B(x) #@x
#define C(x) #x
我们假设:x=1,则有:
A(1)------〉T_1
B(1)------〉'1'
C(1)------〉"1"
(这里参考了 hustli的文章)
3.define的多行定义
define可以替代多行的代码,例如MFC中的宏定义(非常的经典,虽然让人看了恶心)
#define MACRO(arg1, arg2) do { /
/* declarations */ /
stmt1; /
stmt2; /
/* ... */ /
} while(0) /* (no trailing ; ) */
关键是要在每一个换行的时候加上一个"/"
摘抄自http://www.blog.edu.cn/user1/16293/archives/2005/115370.shtml 修补了几个bug
4.在大规模的开发过程中,特别是跨平台和系统的软件里,define最重要的功能是条件编译。
就是:
#ifdef WINDOWS
......
......
#endif
#ifdef LINUX
......
......
#endif
可以在编译的时候通过#define设置编译环境
5.如何定义宏、取消宏
//定义宏
#define [MacroName] [MacroValue]
//取消宏
#undef [MacroName]
//普通宏
#define PI (3.1415926)
带参数的宏
#define max(a,b) ((a)>(b)? (a),(b))
关键是十分容易产生错误,包括机器和人理解上的差异等等。
6.条件编译
#ifdef XXX…(#else) … #endif
例如
#ifdef DV22_AUX_INPUT
#define AUX_MODE 3 
#else
#define AUY_MODE 3
#endif
#ifndef XXX … (#else) … #endif
7.头文件(.h)可以被头文件或C文件包含;
重复包含(重复定义)
由于头文件包含可以嵌套,那么C文件就有可能包含多次同一个头文件,就可能出现重复定义的问题的。
通过条件编译开关来避免重复包含(重复定义)
例如
#ifndef __headerfileXXX__
#define __headerfileXXX__

//文件内容

#endif

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