【C语言技能树】程序环境和预处理

news2024/11/16 12:56:30

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目录

1. 程序的翻译环境和执行环境：

2. 详解编译+链接

2.1翻译环境

2.2 编译本身也分为几个阶段 预编译,编译与处理.

2.21预编译

2.22编译

2.23汇编阶段

2.3链接

3. 预处理详解

3.1 预定义符号

3.2 #define 

3.2.1#define 定义宏

3.2.2 #define 替换规则 

 3.2.3 #和##

3.2.4 宏和函数对比

3.2.7 命名约定

3.3 #undef

3.4 命令行定义

 3.5 文件包含

完结撒花：

1. 程序的翻译环境和执行环境：

在ANSI C的任何一种实现中，存在两个不同的环境。
第1种是翻译环境，在这个环境中源代码被转换为可执行的机器指令。
第2种是执行环境，它用于实际执行代码

在计算机当中,只能执行二进制编码,那我们的编程语言又是如何转换成二进制编码的呢?

以我们常用的vs为例,这是一个集成开发环境,从.c到.exe都可以由他来完成.

 经过编译与链接这两个大步骤,就可以生成可执行程序.

2. 详解编译+链接

2.1翻译环境

 组成一个程序的每个源文件通过编译过程分别转换成目标代码（object code）。
每个目标文件由链接器（linker）捆绑在一起，形成一个单一而完整的可执行程序。
链接器同时也会引入标准C函数库中任何被该程序所用到的函数，而且它可以搜索程序员个人的程序库，将其需要的函数也链接到程序中

2.2 编译本身也分为几个阶段 预编译,编译与处理.

2.21预编译

预处理阶段会将预处理指令进行替换

如下的#include 与 #define都是预处理指令。

#include<stdio.h>
#define MAX 5
int main()
{
    printf("%d",MAX);
    return 0;
//预处理
}

使用gcc执行：gcc -E test.c -o test.i 可在预处理后停下.这时预处理指令替换完成

define定义的常量进行文本替换 include所包含的头文件被展开,注释将被删除

# 1 "test.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 31 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 32 "<command-line>" 2
# 1 "test.c"
# 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4
# 27 "/usr/include/stdio.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libc-header-start.h" 1 3 4
# 33 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libc-header-start.h" 3 4
# 1 "/usr/include/features.h" 1 3 4
# 461 "/usr/include/features.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 1 3 4
# 452 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/wordsize.h" 1 3 4
# 453 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/long-double.h" 1 3 4
# 454 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 2 3 4
# 462 "/usr/include/features.h" 2 3 4
# 485 "/usr/include/features.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs.h" 1 3 4
# 10 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs-64.h" 1 3 4
# 11 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs.h" 2 3 4
# 486 "/usr/include/features.h" 2 3 4
# 34 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libc-header-start.h" 2 3 4
# 28 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4





# 1 "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/include/stddef.h" 1 3 4
# 209 "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/include/stddef.h" 3 4

# 209 "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/include/stddef.h" 3 4
typedef long unsigned int size_t;
# 34 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4


# 1 "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/include/stdarg.h" 1 3 4
# 40 "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/include/stdarg.h" 3 4
typedef __builtin_va_list __gnuc_va_list;
# 37 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4

# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 1 3 4
# 27 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/wordsize.h" 1 3 4
# 28 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/timesize.h" 1 3 4
# 29 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 2 3 4


typedef unsigned char __u_char;
typedef unsigned short int __u_short;
typedef unsigned int __u_int;
typedef unsigned long int __u_long;


typedef signed char __int8_t;
typedef unsigned char __uint8_t;
typedef signed short int __int16_t;
typedef unsigned short int __uint16_t;
typedef signed int __int32_t;
typedef unsigned int __uint32_t;

typedef signed long int __int64_t;
typedef unsigned long int __uint64_t;






typedef __int8_t __int_least8_t;
typedef __uint8_t __uint_least8_t;
typedef __int16_t __int_least16_t;
typedef __uint16_t __uint_least16_t;
typedef __int32_t __int_least32_t;
typedef __uint32_t __uint_least32_t;
typedef __int64_t __int_least64_t;
typedef __uint64_t __uint_least64_t;



typedef long int __quad_t;
typedef unsigned long int __u_quad_t;







typedef long int __intmax_t;
typedef unsigned long int __uintmax_t;
# 141 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/typesizes.h" 1 3 4
# 142 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/time64.h" 1 3 4
# 143 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 2 3 4


typedef unsigned long int __dev_t;
typedef unsigned int __uid_t;
typedef unsigned int __gid_t;
typedef unsigned long int __ino_t;
typedef unsigned long int __ino64_t;
typedef unsigned int __mode_t;
typedef unsigned long int __nlink_t;
typedef long int __off_t;
typedef long int __off64_t;
typedef int __pid_t;
typedef struct { int __val[2]; } __fsid_t;
typedef long int __clock_t;
typedef unsigned long int __rlim_t;
typedef unsigned long int __rlim64_t;
typedef unsigned int __id_t;
typedef long int __time_t;
typedef unsigned int __useconds_t;
typedef long int __suseconds_t;

typedef int __daddr_t;
typedef int __key_t;


typedef int __clockid_t;


typedef void * __timer_t;


typedef long int __blksize_t;




typedef long int __blkcnt_t;
typedef long int __blkcnt64_t;


typedef unsigned long int __fsblkcnt_t;
typedef unsigned long int __fsblkcnt64_t;


typedef unsigned long int __fsfilcnt_t;
typedef unsigned long int __fsfilcnt64_t;


typedef long int __fsword_t;

typedef long int __ssize_t;


typedef long int __syscall_slong_t;

typedef unsigned long int __syscall_ulong_t;



typedef __off64_t __loff_t;
typedef char *__caddr_t;


typedef long int __intptr_t;


typedef unsigned int __socklen_t;




typedef int __sig_atomic_t;
# 39 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/__fpos_t.h" 1 3 4




# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/__mbstate_t.h" 1 3 4
# 13 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/__mbstate_t.h" 3 4
typedef struct
{
  int __count;
  union
  {
    unsigned int __wch;
    char __wchb[4];
  } __value;
} __mbstate_t;
# 6 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/__fpos_t.h" 2 3 4




typedef struct _G_fpos_t
{
  __off_t __pos;
  __mbstate_t __state;
} __fpos_t;
# 40 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/__fpos64_t.h" 1 3 4
# 10 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/__fpos64_t.h" 3 4
typedef struct _G_fpos64_t
{
  __off64_t __pos;
  __mbstate_t __state;
} __fpos64_t;
# 41 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/__FILE.h" 1 3 4



struct _IO_FILE;
typedef struct _IO_FILE __FILE;
# 42 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/FILE.h" 1 3 4



struct _IO_FILE;


typedef struct _IO_FILE FILE;
# 43 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/struct_FILE.h" 1 3 4
# 35 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/struct_FILE.h" 3 4
struct _IO_FILE;
struct _IO_marker;
struct _IO_codecvt;
struct _IO_wide_data;




typedef void _IO_lock_t;





struct _IO_FILE
{
  int _flags;


  char *_IO_read_ptr;
  char *_IO_read_end;
  char *_IO_read_base;
  char *_IO_write_base;
  char *_IO_write_ptr;
  char *_IO_write_end;
  char *_IO_buf_base;
  char *_IO_buf_end;


  char *_IO_save_base;
  char *_IO_backup_base;
  char *_IO_save_end;

  struct _IO_marker *_markers;

  struct _IO_FILE *_chain;

  int _fileno;
  int _flags2;
  __off_t _old_offset;


  unsigned short _cur_column;
  signed char _vtable_offset;
  char _shortbuf[1];

  _IO_lock_t *_lock;







  __off64_t _offset;

  struct _IO_codecvt *_codecvt;
  struct _IO_wide_data *_wide_data;
  struct _IO_FILE *_freeres_list;
  void *_freeres_buf;
  size_t __pad5;
  int _mode;

  char _unused2[15 * sizeof (int) - 4 * sizeof (void *) - sizeof (size_t)];
};
# 44 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
# 52 "/usr/include/stdio.h" 3 4
typedef __gnuc_va_list va_list;
# 63 "/usr/include/stdio.h" 3 4
typedef __off_t off_t;
# 77 "/usr/include/stdio.h" 3 4
typedef __ssize_t ssize_t;






typedef __fpos_t fpos_t;
# 133 "/usr/include/stdio.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/stdio_lim.h" 1 3 4
# 134 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4



extern FILE *stdin;
extern FILE *stdout;
extern FILE *stderr;






extern int remove (const char *__filename) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));

extern int rename (const char *__old, const char *__new) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));



extern int renameat (int __oldfd, const char *__old, int __newfd,
       const char *__new) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
# 173 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern FILE *tmpfile (void) ;
# 187 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern char *tmpnam (char *__s) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;




extern char *tmpnam_r (char *__s) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
# 204 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern char *tempnam (const char *__dir, const char *__pfx)
     __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) __attribute__ ((__malloc__)) ;







extern int fclose (FILE *__stream);




extern int fflush (FILE *__stream);
# 227 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fflush_unlocked (FILE *__stream);
# 246 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern FILE *fopen (const char *__restrict __filename,
      const char *__restrict __modes) ;




extern FILE *freopen (const char *__restrict __filename,
        const char *__restrict __modes,
        FILE *__restrict __stream) ;
# 279 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern FILE *fdopen (int __fd, const char *__modes) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
# 292 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern FILE *fmemopen (void *__s, size_t __len, const char *__modes)
  __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;




extern FILE *open_memstream (char **__bufloc, size_t *__sizeloc) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;





extern void setbuf (FILE *__restrict __stream, char *__restrict __buf) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));



extern int setvbuf (FILE *__restrict __stream, char *__restrict __buf,
      int __modes, size_t __n) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));




extern void setbuffer (FILE *__restrict __stream, char *__restrict __buf,
         size_t __size) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));


extern void setlinebuf (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));







extern int fprintf (FILE *__restrict __stream,
      const char *__restrict __format, ...);




extern int printf (const char *__restrict __format, ...);

extern int sprintf (char *__restrict __s,
      const char *__restrict __format, ...) __attribute__ ((__nothrow__));





extern int vfprintf (FILE *__restrict __s, const char *__restrict __format,
       __gnuc_va_list __arg);




extern int vprintf (const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg);

extern int vsprintf (char *__restrict __s, const char *__restrict __format,
       __gnuc_va_list __arg) __attribute__ ((__nothrow__));



extern int snprintf (char *__restrict __s, size_t __maxlen,
       const char *__restrict __format, ...)
     __attribute__ ((__nothrow__)) __attribute__ ((__format__ (__printf__, 3, 4)));

extern int vsnprintf (char *__restrict __s, size_t __maxlen,
        const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg)
     __attribute__ ((__nothrow__)) __attribute__ ((__format__ (__printf__, 3, 0)));
# 379 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int vdprintf (int __fd, const char *__restrict __fmt,
       __gnuc_va_list __arg)
     __attribute__ ((__format__ (__printf__, 2, 0)));
extern int dprintf (int __fd, const char *__restrict __fmt, ...)
     __attribute__ ((__format__ (__printf__, 2, 3)));







extern int fscanf (FILE *__restrict __stream,
     const char *__restrict __format, ...) ;




extern int scanf (const char *__restrict __format, ...) ;

extern int sscanf (const char *__restrict __s,
     const char *__restrict __format, ...) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));






extern int fscanf (FILE *__restrict __stream, const char *__restrict __format, ...) __asm__ ("" "__isoc99_fscanf")

                               ;
extern int scanf (const char *__restrict __format, ...) __asm__ ("" "__isoc99_scanf")
                              ;
extern int sscanf (const char *__restrict __s, const char *__restrict __format, ...) __asm__ ("" "__isoc99_sscanf") __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__))

                      ;
# 432 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int vfscanf (FILE *__restrict __s, const char *__restrict __format,
      __gnuc_va_list __arg)
     __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 2, 0))) ;





extern int vscanf (const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg)
     __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 1, 0))) ;


extern int vsscanf (const char *__restrict __s,
      const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg)
     __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 2, 0)));




extern int vfscanf (FILE *__restrict __s, const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg) __asm__ ("" "__isoc99_vfscanf")



     __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 2, 0))) ;
extern int vscanf (const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg) __asm__ ("" "__isoc99_vscanf")

     __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 1, 0))) ;
extern int vsscanf (const char *__restrict __s, const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg) __asm__ ("" "__isoc99_vsscanf") __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__))



     __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 2, 0)));
# 485 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fgetc (FILE *__stream);
extern int getc (FILE *__stream);





extern int getchar (void);






extern int getc_unlocked (FILE *__stream);
extern int getchar_unlocked (void);
# 510 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fgetc_unlocked (FILE *__stream);
# 521 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fputc (int __c, FILE *__stream);
extern int putc (int __c, FILE *__stream);





extern int putchar (int __c);
# 537 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fputc_unlocked (int __c, FILE *__stream);







extern int putc_unlocked (int __c, FILE *__stream);
extern int putchar_unlocked (int __c);






extern int getw (FILE *__stream);


extern int putw (int __w, FILE *__stream);







extern char *fgets (char *__restrict __s, int __n, FILE *__restrict __stream)
     ;
# 603 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern __ssize_t __getdelim (char **__restrict __lineptr,
                             size_t *__restrict __n, int __delimiter,
                             FILE *__restrict __stream) ;
extern __ssize_t getdelim (char **__restrict __lineptr,
                           size_t *__restrict __n, int __delimiter,
                           FILE *__restrict __stream) ;







extern __ssize_t getline (char **__restrict __lineptr,
                          size_t *__restrict __n,
                          FILE *__restrict __stream) ;







extern int fputs (const char *__restrict __s, FILE *__restrict __stream);





extern int puts (const char *__s);






extern int ungetc (int __c, FILE *__stream);






extern size_t fread (void *__restrict __ptr, size_t __size,
       size_t __n, FILE *__restrict __stream) ;




extern size_t fwrite (const void *__restrict __ptr, size_t __size,
        size_t __n, FILE *__restrict __s);
# 673 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern size_t fread_unlocked (void *__restrict __ptr, size_t __size,
         size_t __n, FILE *__restrict __stream) ;
extern size_t fwrite_unlocked (const void *__restrict __ptr, size_t __size,
          size_t __n, FILE *__restrict __stream);







extern int fseek (FILE *__stream, long int __off, int __whence);




extern long int ftell (FILE *__stream) ;




extern void rewind (FILE *__stream);
# 707 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fseeko (FILE *__stream, __off_t __off, int __whence);




extern __off_t ftello (FILE *__stream) ;
# 731 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fgetpos (FILE *__restrict __stream, fpos_t *__restrict __pos);




extern int fsetpos (FILE *__stream, const fpos_t *__pos);
# 757 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern void clearerr (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));

extern int feof (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;

extern int ferror (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;



extern void clearerr_unlocked (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern int feof_unlocked (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
extern int ferror_unlocked (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;







extern void perror (const char *__s);





# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/sys_errlist.h" 1 3 4
# 26 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/sys_errlist.h" 3 4
extern int sys_nerr;
extern const char *const sys_errlist[];
# 782 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4




extern int fileno (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;




extern int fileno_unlocked (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
# 800 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern FILE *popen (const char *__command, const char *__modes) ;





extern int pclose (FILE *__stream);





extern char *ctermid (char *__s) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
# 840 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern void flockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));



extern int ftrylockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;


extern void funlockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
# 858 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int __uflow (FILE *);
extern int __overflow (FILE *, int);
# 873 "/usr/include/stdio.h" 3 4

# 2 "test.c" 2


# 3 "test.c"
int main()
{
    printf("%d",5);
    return 0;
}

2.22编译

在编译阶段会将c代码全部翻译为汇编代码 并进行 词法分析 语义分析 语法分析 符号汇总等工作

同样在gcc中执行：gcc -S test.i -o test.s

	.file	"test.c"
	.text
	.section	.rodata
.LC0:
	.string	"%d"
	.text
	.globl	main
	.type	main, @function
main:
.LFB0:
	.cfi_startproc
	endbr64
	pushq	%rbp
	.cfi_def_cfa_offset 16
	.cfi_offset 6, -16
	movq	%rsp, %rbp
	.cfi_def_cfa_register 6
	movl	$5, %esi
	leaq	.LC0(%rip), %rdi
	movl	$0, %eax
	call	printf@PLT
	movl	$0, %eax
	popq	%rbp
	.cfi_def_cfa 7, 8
	ret
	.cfi_endproc
.LFE0:
	.size	main, .-main
	.ident	"GCC: (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.1) 9.4.0"
	.section	.note.GNU-stack,"",@progbits
	.section	.note.gnu.property,"a"
	.align 8
	.long	 1f - 0f
	.long	 4f - 1f
	.long	 5
0:
	.string	 "GNU"
1:
	.align 8
	.long	 0xc0000002
	.long	 3f - 2f
2:
	.long	 0x3
3:
	.align 8
4:

刚刚的代码就被翻译成了汇编代码。并完成了上述过程。

其中符号汇总将使用到的各个函数与全局变量汇总

2.23汇编阶段

在编译中最后的阶段是汇编，将文件生成为目标文件，将汇编代码翻译成二进制代码，并整合刚刚的符号汇总生成符号表，并附上地址，以便之后调用。

同样在gcc中执行：gcc -C test.s -o test.o 

 

就生成了这样一个乱码文件（可使用elf格式进行编辑）

2.3链接

最后就是链接阶段，合并段表，并执行符号表的合并与重定位。

当多文件操作的时候，这部会将多个文件进行链接操作。（也可以理解为将多个文件合并为一个文件）

在gcc中执行 gcc test.o -o test

就会生成一个可执行程序。

3. 预处理详解

3.1 预定义符号

__FILE__
//进行编译的源文件
__LINE__ //文件当前的行号
__DATE__ //文件被编译的日期
__TIME__ //文件被编译的时间
__STDC__ //如果编译器遵循ANSI C，其值为1，否则未定义

#include<stdio.h>
#define MAX 5
int main()
{
    printf(__FILE__);
    printf(__FUNCTION__);
    printf(__TIME__);
}

执行结果如下。分别为文件名 函数名 时间

 

3.2 #define 

#define name stuff

语法为要定义的名字 与 具体的值 

如

#define MAX 5

如果定义的 stuff过长，可以分成几行写，除了最后一行外，每行的后面都加一个反斜杠(续行符)。 

#define DEBUG_PRINT printf("file:%s\tline:%d\t \
date:%s\ttime:%s\n" ,\
__FILE__,__LINE__ ,\
__DATE__,__TIME__ )

在define定义中不要加； 

来看看这段代码，当条件成立时a=max否则b=max

#define MAX 5;
if true
    a=MAX;
else
    b=MAX;

但是在预编译处理阶段会将这段代码翻译成这样，也就将else孤立了，会导致语法错误

#define MAX 5;
if true
    a=MAX;；
else
    b=MAX;；

所以在define中不需要加入； 

3.2.1#define 定义宏

#define 机制包括了一个规定，允许把参数替换到文本中，这种实现通常称为宏（macro）或定义宏（define macro）。

下面是宏的申明方式：

#define name( parament-list ) stuff

 其中的 parament-list 是一个由逗号隔开的符号表，它们可能出现在stuff中。

#define max(x,y) ((x>y)?x:y)

参数列表的左括号必须与name紧邻。 如果两者中有空白的部分，则会被解释为stuff。

写宏时不要吝啬括号，否则会出现不好的结果

例如：定义平方和的宏 

#define SQUARE( x ) x * x
int a = 5;
printf("%d\n" ,SQUARE( a + 1) )；

在预编译结束后这段代码会变成什么呢？

#define SQUARE( a+1 ) a+1 * a+1
int a = 5;
printf("%d\n" ,a+1 * a+1 )；

这时，显然结果改变了，所以我们应当这样定义宏

#define SQUARE( x ) （（x） * （x））
int a = 5;
printf("%d\n" ,SQUARE( a + 1) )；

3.2.2 #define 替换规则 

在程序中扩展#define定义符号和宏时，需要涉及几个步骤。
1. 在调用宏时，首先对参数进行检查，看看是否包含任何由#define定义的符号。如果是，它们首先
被替换。
2. 替换文本随后被插入到程序中原来文本的位置。对于宏，参数名被他们的值所替换。
3. 最后，再次对结果文件进行扫描，看看它是否包含任何由#define定义的符号。如果是，就重复上
述处理过程。
注意：
1. 宏参数和#define 定义中可以出现其他#define定义的符号。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被搜索。

 3.2.3 #和##

#的作用是将变量名插入到字符串中

#include<stdio.h>
#define PRINTF(format,x) printf("the value of " #x " is " format "\n",x)
int main()
{
    int a=4;
    PRINTF("%d", a);
}

这段代码预处理完为

int main()
{
    int a=4;
    printf("the value of " "a" " is " "%d" "\n",a);
}

##的作用是拼接两个常量 

#include<stdio.h>
#define ADD_TO_SUM(num,value) value##num
int main()
{
    printf("%f",ADD_TO_SUM(2.12, 2023));
}

代码结果为

 

 

3.2.4 宏和函数对比

属性#define定义宏函数
代码长度每次使用时，宏代码都会被插入到程序中。除了非常
小的宏之外，程序的长度会大幅度增长		函数代码只出现于一个地方；每次使用这个函数时，都调用那个地方的同一份代码
执行速度更快存在函数的调用和返回的额外开销，所以相对慢一些
操作优先级需要根据上下文判断表达式求值更容易预测
调试不可调式可以逐语句调试
递归宏不可以递归可以递归

3.2.7 命名约定

把宏名全部大写
函数名不要全部大写

3.3 #undef

这条指令用于移除一个宏定义。

#undef NAME

3.4 命令行定义

许多C 的编译器提供了一种能力，允许在命令行中定义符号。用于启动编译过程。
例如：当我们根据同一个源文件要编译出一个程序的不同版本的时候，这个特性有点用处。（假定某个程序中声明了一个某个长度的数组，如果机器内存有限，我们需要一个很小的数组，但是另外一个机器内存大些，我们需要一个数组能够大些。）

#include<stdio.h>
int main()
{
    int array[MAX_SIZE];
    int i=0;
    for(int i=0;i<MAX_SIZE;i++)
        scanf("%d",&array[i]);
    for(int i=0;i<MAX_SIZE;i++)
        printf("%d",array[i]);
    return 0;
}

在gcc下输入 gcc -D MAX_SIZE=10 test.c

这时MAX_SIZE的值就为10

 3.5 文件包含

我们已经知道， #include 指令可以使另外一个文件被编译。就像它实际出现于 #include 指令的地方一样。

这种替换的方式很简单：
预处理器先删除这条指令，并用包含文件的内容替换。
这样一个源文件被包含10次，那就实际被编译10次。

所以我们在写头文件的时候一般会加上

#ifndef _TEST_H__ //头文件名 （或者自己创建一个标识符）
#define _TEST_H__
//头文件内容
#endif

 这里的代码也很好理解，判断是否有这个定义，若没有则进入下面的内容，若有则结束，解决了头文件被重复包含的问题，当然也可以这样写。

#pragma oncce

 

完结撒花：

🌈本篇博客的内容【程序环境和预处理】已经结束。

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🌈诸君，山顶见！

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