第1章 第7节：宏定义和文件包含（课件）-《编程语言基础—C语言》（高教版第5版）同步精品课堂

1.7节：宏定义和文件包含 编程语言基础——C语言 同步精品课堂 高教版（第5版） 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学目标 一 03 掌握带参数宏定义及其使用方法 了解文件包含的定义和操作步骤 04 掌握不带参数宏定义及其使用方法 02 了解C语言的编译预处理的含义和分类 01 教学重难点 二 03 了解文件包含的使用 了解用户自定义头文件的方法和步骤 04 掌握宏定义在使用过程中需要注意的事项 02 掌握宏定义的使用方法 01 导入新课 三 从 “重复代码” 到 “宏定义与文件包含” 的高效编程 在编程时，遇到大量重复的常量、公式或头文件，你会怎么处理？ 例 1：计算圆面积时，反复写3.14159 例 2：多个文件都需要引用stdio.h 编程小困惑？ C 语言提供了宏定义和文件包含两种工具，帮我们解决 “重复代码冗余” 的问题。 宏定义：把重复内容 “批量替换”，让代码更简洁 文件包含：把外部文件 “整合” 到当前代码，避免重复编写 C 语言的 “高效解法” 新知讲授 四 知识点1：宏定义 宏定义和文件包含都属于编译预处理命令，以“#”开头，结尾部分不要加分号（除非有特别需要）。编译预处理命令的作用不是实现程序的功能，而是给C语言编译系统提供信息，通知C编译器在对源程序进行编译之前应该做哪些预处理工作。 C语言提供的预处理功能主要有以下三种： 1.宏定义 2.文件包含 3.条件编译 我们今天一起来学习“宏定义”和“文件包含”。 概述 新知讲授 四 知识点1：宏定义 1、不带参数的宏定义 （1）命令的一般形式： #define 标识符 字符串 （2）概述： 一般形式中的“标识符”为用户定义标识符，称为“宏名”，宏名一般使用大写字母，在预编译时，将程序中出现的宏名均替换成“字符串”的内容，这一过程称为宏展开。 （3）举例 #define PI 3.1415926 /* 在程序中凡遇到“PI”均用字符串“3.1415926”代替。如“2*PI*r”宏展开为“2*3.1415926*r”。 新知讲授 四 知识点1：宏定义 1、不带参数的宏定义 #include<stdio.h> #define PI 3.1415926 void main() { float l,s,r,v; printf("input radius:"); scanf("%f",&r); l=2.0*PI*r; s=PI*r*r; v=4.0/3*PI*r*r*r; printf("l=%10.4f s=%10.4f v=%10.4f ",l,s,v); } 在主函数中，所有的PI均使用字符串3.1415926代替，最后参与运算得出结果后输出至屏幕 新知讲授 四 知识点1：宏定义 宏定义是否能添加分号（；）？ #define是宏定义命令，但它不是C语句，不必在行末加分号，如果加了分号，则会连着分号一起置换。 #include<stdio.h> #define PI 3.1415926 main() { double area,r=1.5; area=PI*r*r; printf("%f ",area); } #include<stdio.h> #define PI 3.1415926; main() { double area,r=1.5; area=PI*r*r; printf("%f ",area); } 错误原因：分号无法计算，产生语法错误。 宏展开为： area=3.1415926；*r*r 新知讲授 四 知识点1：宏定义 宏定义中“宏名”必须大写？ 习惯上，符号常量名用大写表示，当然也可以使用小写，但前后必须一致，否则将出现语法错误。 #include<stdio.h> #define PI 3.1415926 main() { double area,r=1.5; area=pi*r*r; printf("%f ",area); } 该程序在编译时会产生错误“[Error] ‘pi’ was not declared in this scope”，意思是：[错误] ‘pi’ 未在此作用域内声明。错误原因是C语言对大小写敏感，PI和pi的意义是不同的，在编写程序时，需要特别注意。 新知讲授 四 知识点1：宏定义 1、不带参数的宏定义 说明： ①宏名一般习惯用大写字母表示，以便与变量名相区别，但这并非规定，也可用小写字母。 ②使用宏名代替一个字符串，可以减少程序中重复书写某些字符串的工作量，用宏名代替，简单不易出错，要比记住一个无规律的字符容易。 ③当需要改变某一个常量时，可以只改变#define命令行，具有“一改全改”的特点。 ④宏定义是用宏名代替一个字符串，只做简单的置换，在预编译时不作正确性检查，只有在编译已被宏展开后的源程序时才会发现语法错误并报错。 ⑤宏定义不是C语句，不必在行末添加分号，除非有特殊置换分号的要求。 ⑥#define命令定义后，宏名的有效范围为定义命令之后到本源文件结束。 新知讲授 四 知识点1：宏定义 1、不带参数的宏定义 说明： ⑦在进行宏定义时，可以引用已定义的宏名，可以层层置换。 #include<stdio.h> #define R 3.0 #define PI 3.1415926 #define L 2*PI*R #define S PI*R*R void main() { printf("L=%f S=%f ",L,S); /*printf("L=%f S=%f ",2*3.1415926*3.0,3.1415926*3.0*3.0);*/ } 经过宏展开后，printf函数中的输出项L被展开为“2*3.1415926*3.0”；S展开为“3.1415926*3.0*3.0”。 新知讲授 四 知识点1：宏定义 1、不带参数的宏定义 说明： ⑧对程序中printf语句内用双撇号括起来的字符串内的字符，即使与宏名相同，也不进行置换。因其是非格式符（第二章节数据输入的内容） ⑨宏定义是专门用于预处理命令的一个专用名词，它与定义变量的含义不同，只作字符替换，不分配内存空间。 #include<stdio.h> #define R 3.0 #define PI 3.1415926 #define L 2*PI*R #define S PI*R*R void main() { printf("L=%f S=%f ",L,S); } 不参与置换 参与置换 新知讲授 四 知识点1：宏定义 2、带参数的宏定义 （1）命令的一般形式： #define 宏名(形式参数表) 字符串 （2）概述： 定义中的“字符串”应包含括号中所指定的形式参数。 （3）带参数的宏展开 预编译时，遇到带实参的宏名，则按命令行中指定的字符串从左到右进行转换，原则是：凡遇形参则以实参代替，非形参字符则原样保留，从而形成展开后的内容。 （4）举例：#define AREA(r) PI*(r)(r) 则“AREA(3+2)”宏展开后变成“3.1415926*(3+2)*(3+2)” 宏名与括号之间不要添加空格，否则就成为不带参数的宏定义了。 新知讲授 四 知识点1：宏定义 例1-3：求梯形的面积 说明：梯形的面积为上底加下底乘高除2。设梯形的上底、下底和高分别用a、b和h表示，则梯形的面积等于(a+b)*h/2.0。 #include<stdio.h> #include<conio.h> #define S(a,b,h) (a+b)*h/2.0 //带参宏定义 main() //定义主函数 { //函数体开始 double y; //定义双精度型变量y y=S(2,3,5); //带参宏的使用 printf(“梯形面积=%f ”,y);//输出 getch(); //按任意键结束 } //main函数结束 新知讲授 四 知识点1：宏定义 例题：通过宏展开可以得到若干个结果。 #include<stdio.h> #define PI 3.1415926 #define CIRCLE(R,L,S,V) L=2*PI*R;S=PI*R*R;V=4.0/3.0*PI*R*R*R void main() { float r,l,s,v; scanf("%f",&r); CIRCLE(r,l,s,v); printf("r=%6.2f,l=%6.2f,s=%6.2f,v=%6.2f ",r,l,s,v); } 宏展开：l=2*3.1415926*r;s=3.1415926*r*r;v=4.0/3.0*3.1415926*r*r*r; 新知讲授 四 知识点2、文件包含 文件包含的作用与格式 （1）作用： 将一个源程序文件包含到另一个源程序文件中，它以“#include”开头。 （2）格式： 格式1：#include<文件名> 作用：使用格式1时，C编译系统将在系统指定的路径下搜索尖括号中的文件，一般适用于包含库函数的头文件。 格式2：#include“文件名” 作用：使用格式2时，系统首先会在用户当前的目录中搜索双引号中的文件，如果找不到，再按系统指定的路径下搜索，一般适用于包含用户文件的头文件。 数学函数 math.h 字符串函数 string.h 随机函数 stdlib.h 输入输出函数 stdio.h 字符函数 ctype.h 动态存储分配函数 malloc.h 新知讲授 四 知识点2、文件包含 用户能否根据自身需求创建头文件？ 在Visual C++ 2010平台上，用户可以根据自身的需求创建头文件，创建步骤如下： 操作步骤： （1）在Visual C++ 2010的“解决方案资源管理器”中，右键单击“头文件”，选择“添加”→“新建项”，选择“头文件（.h）”，输入名称“prt”,单击“添加”按钮返回主菜单，并在prt.h中输入内容：#define INT(a) printf(“%d ”，a），具体操作步骤如视频所示： 师生互动 五 互动挑战：宏定义与文件包含 “小侦探” 【规则】 （１）全班分为 2 组，每组派 1 名代表上台答题； （2）针对题目中的代码片段，判断 “宏定义 / 文件包含” 是否正确，并说明理由； （3）回答正确得 2 分，错误不扣分，最终得分高的组获 “代码侦探组” 称号。 序号 代码片段 小组判断（正确 / 错误）并说出理由 1 #define PI 3.14159 area = PI * r * r; 2 #define S(a,b,h) a*b*h s = S(2,3,4); 3 #include "myfunc.c" 4 #define M(a,b) a*b max = M(5,10); 5 #include <stdio.h> 随堂练习 六 1.以下关于不带参数宏定义的一般形式，正确的是（ ） A.#define 宏名 字符串 B. define 宏名 字符串 C. #define 宏名(参数) 字符串 D. define 宏名(参数) 字符串 答案：A 解析：不带参数宏定义的一般形式是#define 宏名 字符串，#define是宏定义的关键字，且不带参数时无括号。 随堂练习 六 2.若有宏定义#define PI 3.14，则表达式2*PI的值为（ ） A. 6.14 B. 6.28 C. 3.14 D. 语法错误 答案：B 解析：宏展开时PI会被替换为3.14，因此2*3.14=6.28。 随堂练习 六 3.带参数宏定义的一般形式是（ ） A. #define 宏名 字符串 B. #define 宏名(参数表) 字符串 C. define 宏名(参数表) 字符串 D. #define 宏名 参数表 字符串 答案：B 解析：带参数宏定义需要在宏名后加括号包含参数表，形式为#define 宏名(参数表) 字符串。 随堂练习 六 4.若有宏定义#define S(a,b) a*b，则S(2+3,4)的展开结果是（ ） A. 2+3*4 B. (2+3)*4 C. 2+34 D. 语法错误 答案：A 解析：带参数宏是简单文本替换，S(2+3,4)会直接替换为2+3*4，需注意宏定义的优先级问题。 随堂练习 六 5.为避免带参数宏的优先级问题，合适的宏定义方式是（ ） A. #define S(a,b) a*b B. #define S(a,b) (a)*(b) C. #define S a*b D. #define S(a,b) a*(b) 答案：B 解析：将每个参数和整体都用括号包裹，可避免运算优先级错误，如(a)*(b)能保证a和b先运算。 随堂练习 六 6.若有宏定义#define N 5，#define M N+3，则M*2的结果是（ ） A. 16 B. 13 C. 5+3*2 D. 语法错误 答案：C 解析：宏替换为N+3*2即5+3*2，若要得到(5+3)*2，需定义#define M (N+3)。 随堂练习 六 7.以下文件包含的格式中，用于包含系统头文件的是（ ） A. #include"stdio.h“ B. #include<stdio.h> C. #include stdio.h D. include<stdio.h> 答案：B 解析：#include<文件名>用于包含系统头文件，编译器从系统目录查找；"文件名"用于用户自定义头文件。 随堂练习 六 8.若用户创建了一个自定义头文件myhead.h，正确的包含方式是（ ） A. #include<myhead.h> B. #include"myhead.h“ C. #include myhead.h D. include"myhead.h" 答案：B 解析：用户自定义头文件用双引号" "包含，编译器先从当前目录查找。 随堂练习 六 9.若有宏定义#define F(x) x*x，则F(2+3)的结果是（ ） A. 25 B. 13 C. 2+3*2+3 D. 语法错误 答案：C 解析：宏展开为2+3*2+3，计算得2+6+3=11，若要得到(2+3)*(2+3)，需定义#define F(x) (x)*(x)。 随堂练习 六 10.若有宏定义#define ADD(a,b) a+b，则ADD(2,3)*4的结果是（ ） A. 20 B. 14 C. 2+3*4 D. 语法错误 答案：B 解析：宏展开为2+3*4=2+12=14，若要得到(2+3)*4，需定义#define ADD(a,b) (a+b)。 课堂小结 七 谢谢 EV录屏5.4.2软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EV录屏5.4.2软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EV录屏5.4.2软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EV录屏5.4.2软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EV录屏5.4.2软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EV录屏5.4.2软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EV录屏5.4.2软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn $