17-条件编译

16.6.3　条件编译

可以使用其他指令创建条件编译（conditinal compilation）。也就是说，可以使用这些指令告诉编译器根据编译时的条件执行或忽略信息（或代码）块。

1． #ifdef 、 #else 和 #endif 指令

我们用一个简短的示例来演示条件编译的情况。考虑下面的代码：

#ifdef MAVIS
　　 #include "horse.h"　// 如果已经用#define定义了 MAVIS，则执行下面的指令
　　 #define STABLES 5
#else
　　 #include "cow.h"　　//如果没有用#define定义 MAVIS，则执行下面的指令
　　 #define STABLES 15
#endif

这里使用的较新的编译器和ANSI标准支持的缩进格式。如果使用旧的编译器，必须左对齐所有的指令或至少左对齐 # 号，如下所示：

#ifdef MAVIS
#include "horse.h"　 // 如果已经用#define定义了 MAVIS，则执行下面的指令
#define STABLES 5
#else
#include "cow.h"　　　//如果没有用#define定义 MAVIS，则执行下面的指令
#define STABLES 15
#endif

#ifdef 指令说明，如果预处理器已定义了后面的标识符（ MAVIS ），则执行 #else 或 #endif 指令之前的所有指令并编译所有C代码（先出现哪个指令就执行到哪里）。如果预处理器未定义 MAVIS ，且有 #else 指令，则执行 #else 和 #endif 指令之间的所有代码。

#ifdef 　 #else 很像C的 if 　 else 。两者的主要区别是，预处理器不识别用于标记块的花括号（ {} ），因此它使用 #else （如果需要）和 #endif （必须存在）来标记指令块。这些指令结构可以嵌套。也可以用这些指令标记C语句块，如程序清单16.9所示。

程序清单16.9　 ifdef.c 程序

/* ifdef.c -- 使用条件编译 */
#include <stdio.h>
#define JUST_CHECKING
#define LIMIT 4
int main(void)
{
　　 int i;
　　 int total = 0;
　　 for (i = 1; i <= LIMIT; i++)
　　 {
　　　　　total += 2 * i*i + 1;
#ifdef JUST_CHECKING
　　　　　printf("i=%d, running total = %d\n", i, total);
#endif
　　 }
　　 printf("Grand total = %d\n", total);
　　 return 0;
}

编译并运行该程序后，输出如下：

i=1, running total = 3
i=2, running total = 12
i=3, running total = 31
i=4, running total = 64
Grand total = 64

如果省略 JUST_CHECKING 定义（把它放在C注释中，或者使用 #undef 指令取消它的定义）并重新编译该程序，只会输出最后一行。可以用这种方法来调试程序。定义 JUST_CHECKING 并合理使用 #ifdef ，编译器将执行用于调试的程序代码，打印中间值。调试结束后，可移除 JUST_CHECKING 定义并重新编译。如果以后还需要使用这些信息，重新插入定义即可。这样做省去了再次输入额外打印语句的麻烦。 #ifdef 还可用于根据不同的C实现选择合适的代码块。

2． #ifndef 指令

#ifndef 指令与 #ifdef 指令的用法类似，也可以和 #else 、 #endif 一起使用，但是它们的逻辑相反。 #ifndef 指令判断后面的标识符是否是未定义的，常用于定义之前未定义的常量。如下所示：

/* arrays.h */
#ifndef SIZE
　　 #define SIZE 100
#endif

（旧的实现可能不允许使用缩进的 #define ）

通常，包含多个头文件时，其中的文件可能包含了相同宏定义。 #ifndef 指令可以防止相同的宏被重复定义。在首次定义一个宏的头文件中用 #ifndef 指令激活定义，随后在其他头文件中的定义都被忽略。

#ifndef 指令还有另一种用法。假设有上面的 arrays.h 头文件，然后把下面一行代码放入一个头文件中：

#include "arrays.h"

SIZE 被定义为 100 。但是，如果把下面的代码放入该头文件：

#define SIZE 10
#include "arrays.h"

SIZE 则被设置为 10 。这里，当执行到 #include "arrays.h" 这行，处理 array.h 中的代码时，由于 SIZE 是已定义的，所以跳过了 #define SIZE 100 这行代码。鉴于此，可以利用这种方法，用一个较小的数组测试程序。测试完毕后，移除 #define SIZE 10 并重新编译。这样，就不用修改头文件数组本身了。

#ifndef 指令通常用于防止多次包含一个文件。也就是说，应该像下面这样设置头文件：

/* things.h */
#ifndef THINGS_H_
　　 #define THINGS_H_
　　 /* 省略了头文件中的其他内容*/
#endif

假设该文件被包含了多次。当预处理器首次发现该文件被包含时， THINGS_H_ 是未定义的，所以定义了 THINGS_H_ ，并接着处理该文件的其他部分。当预处理器第2次发现该文件被包含时， THINGS_H_ 是已定义的，所以预处理器跳过了该文件的其他部分。

为何要多次包含一个文件？最常见的原因是，许多被包含的文件中都包含着其他文件，所以显式包含的文件中可能包含着已经包含的其他文件。这有什么问题？在被包含的文件中有某些项（如，一些结构类型的声明）只能在一个文件中出现一次。C标准头文件使用 #ifndef 技巧避免重复包含。但是，这存在一个问题：如何确保待测试的标识符没有在别处定义。通常，实现的供应商使用这些方法解决这个问题：用文件名作为标识符、使用大写字母、用下划线字符代替文件名中的点字符、用下划线字符做前缀或后缀（可能使用两条下划线）。例如，查看 stdio.h 头文件，可以发现许多类似的代码：

#ifndef _STDIO_H
#define _STDIO_H
// 省略了文件的内容
#endif

你也可以这样做。但是，由于标准保留使用下划线作为前缀，所以在自己的代码中不要这样写，避免与标准头文件中的宏发生冲突。程序清单16.10修改了程序清单16.6中的头文件，使用 #ifndef 避免文件被重复包含。

程序清单16.10　 names.h 程序

// names.h --修订后的 names_st 头文件，避免重复包含
#ifndef NAMES_H_
#define NAMES_H_
// 明示常量
#define SLEN 32
// 结构声明
struct names_st
{
　　 char first[SLEN];
　　 char last[SLEN];
};
// 类型定义
typedef struct names_st names;
// 函数原型
void get_names(names *);
void show_names(const names *);
char * s_gets(char * st, int n);
#endif

用程序清单16.11的程序测试该头文件没问题，但是如果把清单16.10中的 #ifndef 保护删除后，程序就无法通过编译。

程序清单16.11　 doubincl.c 程序

// doubincl.c -- 包含头文件两次
#include <stdio.h>
#include "names.h"
#include "names.h"　 // 不小心第2次包含头文件
int main()
{
　　 names winner = { "Less", "Ismoor" };
　　 printf("The winner is %s %s.\n", winner.first,
　　　　　winner.last);
　　 return 0;
}

3． #if 和 #elif 指令

#if 指令很像C语言中的 if 。 #if 后面跟整型常量表达式，如果表达式为非零，则表达式为真。可以在指令中使用C的关系运算符和逻辑运算符：

#if SYS == 1
#include "ibm.h"
#endif

可以按照 if else 的形式使用 #elif （早期的实现不支持 #elif ）。例如，可以这样写：

#if SYS == 1
　　 #include "ibmpc.h"
#elif SYS == 2
　　 #include "vax.h"
#elif SYS == 3
　　 #include "mac.h"
#else
　　 #include "general.h"
#endif

较新的编译器提供另一种方法测试名称是否已定义，即用 #if defined (VAX) 代替 #ifdef VAX 。

这里， defined 是一个预处理运算符，如果它的参数是用 #defined 定义过，则返回 1 ；否则返回 0 。这种新方法的优点是，它可以和 #elif 一起使用。下面用这种形式重写前面的示例：

#if defined (IBMPC)
　　 #include "ibmpc.h"
#elif defined (VAX)
　　 #include "vax.h"
#elif defined (MAC)
　　 #include "mac.h"
#else
　　 #include "general.h"
#endif

如果在VAX机上运行这几行代码，那么应该在文件前面用下面的代码定义 VAX ：

#define VAX

条件编译还有一个用途是让程序更容易移植。改变文件开头部分的几个关键的定义，即可根据不同的系统设置不同的值和包含不同的文件。