C语言12 宏定义、内存

目录

宏定义（Macro Definition）

定义常量

宏函数

条件编译

内存管理

动态内存分配

文件操作

打开和关闭文件

读写文件

完整示例

宏定义（Macro Definition）

宏定义使用#define预处理指令来定义常量或宏函数。宏在预处理阶段进行替换，通常用于提高代码的可读性和简化重复性操作。

定义常量

#define PI 3.14
#define MAX_BUFFER_SIZE 1024

宏函数

宏函数可以用于定义简单的函数逻辑。

#define SQUARE(x) ((x) * (x))

int main() {
    int result = SQUARE(5);
    printf("Square of 5: %d\n", result); // 输出25
    return 0;
}

条件编译

使用条件编译指令可以根据条件选择性地编译代码段。

#ifdef DEBUG
    printf("Debug mode\n");
#endif

#ifndef MAX_BUFFER_SIZE
    #define MAX_BUFFER_SIZE 2048
#endif

#if MAX_BUFFER_SIZE > 1024
    printf("Buffer size is large\n");
#else
    printf("Buffer size is small\n");
#endif

内存管理

C语言提供了动态内存分配和释放的函数，通过这些函数可以在运行时申请和释放内存。动态内存管理主要使用以下函数：

动态内存分配

• malloc(size_t size)：分配指定大小的内存块，返回指向该内存块的指针。
• calloc(size_t num, size_t size)：分配并清零内存块，返回指向该内存块的指针。
• realloc(void *ptr, size_t size)：重新分配内存块的大小，返回指向新的内存块的指针。

#include <stdlib.h>

int main() {
    // 使用malloc分配内存
    int *arr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
    if (arr == NULL) {
        // 处理内存分配失败
        printf("Memory allocation failed\n");
        return 1;
    }

    // 使用calloc分配并清零内存
    int *arr2 = (int *)calloc(5, sizeof(int));
    if (arr2 == NULL) {
        // 处理内存分配失败
        printf("Memory allocation failed\n");
        return 1;
    }

    // 使用realloc重新分配内存
    arr = (int *)realloc(arr, 10 * sizeof(int));
    if (arr == NULL) {
        // 处理内存重新分配失败
        printf("Memory reallocation failed\n");
        return 1;
    }

    // 释放内存
    free(arr);
    free(arr2);

    return 0;
}

文件操作

C语言标准库提供了一组函数用于文件操作，包括打开、关闭、读写文件等。文件操作主要通过FILE指针和以下函数完成：

打开和关闭文件

• fopen(const char *filename, const char *mode)：以指定模式打开文件，返回指向FILE对象的指针。
• fclose(FILE *stream)：关闭文件。

FILE *file = fopen("example.txt", "w");
if (file == NULL) {
    printf("Failed to open file\n");
    return 1;
}
fclose(file);

读写文件

• fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *stream)：将数据写入文件。
• fread(void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *stream)：从文件读取数据。
• fprintf(FILE *stream, const char *format, ...)：格式化输出到文件。
• fscanf(FILE *stream, const char *format, ...)：从文件中格式化输入。
• fgets(char *str, int n, FILE *stream)：从文件中读取一行。
• fputs(const char *str, FILE *stream)：将字符串写入文件。

FILE *file = fopen("example.txt", "w");
if (file != NULL) {
    fprintf(file, "Hello, world!\n");
    fclose(file);
}

file = fopen("example.txt", "r");
if (file != NULL) {
    char buffer[100];
    while (fgets(buffer, 100, file) != NULL) {
        printf("%s", buffer);
    }
    fclose(file);
}

完整示例

下面是一个包含宏定义、内存管理和文件操作的完整示例程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// 宏定义
#define BUFFER_SIZE 256
#define SQUARE(x) ((x) * (x))

int main() {
    // 使用宏函数
    int result = SQUARE(5);
    printf("Square of 5: %d\n", result);

    // 动态内存分配
    char *buffer = (char *)malloc(BUFFER_SIZE * sizeof(char));
    if (buffer == NULL) {
        printf("Memory allocation failed\n");
        return 1;
    }
    strcpy(buffer, "This is a dynamically allocated string.");
    printf("%s\n", buffer);
    free(buffer);

    // 文件操作
    FILE *file = fopen("example.txt", "w");
    if (file != NULL) {
        fprintf(file, "Hello, file I/O!\n");
        fclose(file);
    }

    file = fopen("example.txt", "r");
    if (file != NULL) {
        char line[BUFFER_SIZE];
        while (fgets(line, BUFFER_SIZE, file) != NULL) {
            printf("%s", line);
        }
        fclose(file);
    }

    return 0;
}