C语言学习

十六.程序环境和预处理

1.翻译环境和运行环境

编译又分为三个阶段：

1. 预编译（文本操作）：将include引入的头文件展开成代码，并把注释删除，使用空格代替注释，替换#define的文本
2. 编译：把c语言代码翻译成汇编代码(语法分析、词法分析、语义分析、符号汇总)
3. 汇编：把汇编代码转换成二进制指令，形成符号表

链接：1.合并段表，2.符号表的合并和重定位
运行环境：

1. 程序必须载入内存中，有操作系统的环境中：这个一般由操作系统完成。在独立的环境中，程序的载入必须由手工安排，也可能是通过可执行代码置入只读内存来完成
2. 程序的执行然后开始，接着调用main函数
3. 开始执行程序代码，这个时候程序将使用一个运行时堆栈，存储函数的局部变量和返回地址。 程序同时使用静态内存
4. 终止程序

2.预定义符号

3.#define定义标识符

语法：#define 名字 值(可以加;，最好不加，容易报错)
这个值也可以是一段代码，如果值过长，可以分成几行写，除最后一行外，每行的后面都加一个\

#define定义宏

宏的声明：#define name(parament-list) stuff
parament-list是由,隔开的参数列表
注意：传参是完全替换，如果参数里写1 + 1，那传过去的就是1 + 1，解决方法是把X + X写成((X) + (X))

#define替换规则

①调用宏时，首先对参数进行检查，查看是否包含任何由#define定义的符号。如果是，则替换
②替换文本随后被插入到程序中原来文本的位置，对于宏，参数名被他们的值替换
③最后，再次对结果文件进行扫描，查看是否包含任何由#define定义的符号。如果是，则重复上述步骤
注意事项：

1. 宏参数和#define定义中可以出现其它#define定义的变量。但是对于宏，不能出现递归
2. 当预处理器搜索#define定义的符号的时候，字符串常量的内容并不会被搜索

4.#和##

#define PRINT(X) printf("X say", X)

这段代码中，X是字符串中的字符，不会被替换
可以用#让参数插入到字符串中：

#define PRINT(X) printf(#X" say", X)

##的作用：可以把它两边的可以将两个宏参数连接成一个单一的标记
例子：

#define CONCAT(a, b) a ## b

int main() {
    int xy = 10;
    int x = 1;
    int y = 2;
    
    // 使用宏CONCAT来连接x和y，形成标识符xy
    printf("%d\n", CONCAT(x, y));  // 输出: 10
    
    return 0;
}

5.带有副作用的宏参数

当宏参数在宏的定义中出现超过一次的时候，如果参数带有副作用，那么这个宏的使用就存在风险
比如a++在宏中出现超过一次时，使用宏之后a会不止加一次1

6.宏和函数的对比

宏在调试时就被替换，所以效率高，宏是类型无关的
但是宏是无法调试的，不能递归的，不够严谨的，容易出错的
但是宏可以做到函数做不到的：宏的参数可以出现类型
宏的命名一般是全部大写，函数名全不大写

7.#undef

#undef 是一个预处理指令，用于取消定义一个预处理器符号（宏）。当你使用 #define 定义了一个宏之后，可以使用 #undef 来取消该宏的定义

8.命令行定义

在用命令行运行代码时，可以用命令行定义符号
如：gcc test.c -D SZ=5

9.条件编译

调试性的代码，删除可惜，保留又碍事，所以我们可以选择性的编译
常见的条件编译指令：

1. #if 代码 #endif
2. #if 代码 #elif 代码 #else 代码 #endif
3. #if defined(符号)等价于#ifdef 变量名，意为如果符号被定义了（后面也要加#endif）
4. #if !defined(符号)等价于#ifndef 变量名，意为符号没有被定义（后面也要加#endif）
5. #if defined(符号) 代码 #elif defined 代码 #endif

10.文件包含

本地文件被包含：#include “文件名”
库文件包含：#include <文件名>
如果硬要使用 #include <> 来包含本地文件，编译器会在系统的标准头文件路径中查找该文件，而不是在当前源文件所在的目录中查找。因此，如果你的本地文件不在标准头文件路径中，编译器就会报错，无法找到该文件

文件嵌套包含

在引文件时可能会重复引用，为了避免这个问题可以用条件编译：
在每个文件的开头写：

或者：
#pragma once

11.其它预处理指令

详见官网