大话C语言:第24篇 预处理

1 C语言编译流程

C语言的编译流程包括:

  • 预编译:将.c 中的头文件展开、宏展开,生成的文件是.i 文件。gcc指令:gcc -E file.c -o file.i

  • 编译:将预处理之后的.i 文件生成 .s 汇编文件。gcc指令:gcc -S file.i –o file.s

  • 汇编:将.s 汇编文件生成.o 目标文件。gcc指令:gcc -c file.s -o file.o

  • 链接:将.o 文件链接成目标文件。gcc -o file file.o

2 #include

  • #include<>//用尖括号包含头文件,在系统指定的路径下找头文件

  • #include "" //用双引号包含头文件,先在当前目录下找头文件,找不到,再到系统指定的路径下找。

注意:预处理只是对 include 等预处理操作进行处理并不会进行语法检查;这个阶段有语法错误也不会报错,编译阶段才进行语法检查。

3 #define

#define是用来定义宏,宏是在预编译的时候进行替换。#define包括:

3.1 不带参宏

语法格式:

#define 宏名 常量

例如,定义圆周率,#define PI 3.14,在预编译的时候如果代码中出现了 PI 就用 3.14 去替换。

#include <stdio.h>#define PI 3.14int main()
{printf("%lf\n",PI);return 0;
}

注意,

  • 只要修改宏定义,其他地方在预编译的时候就会重新替换。

  • 宏定义后边不要加分号。

  • 宏定义的作用范围,从定义的地方到本文件末尾。

如果想在中间终止宏的定义范围,可以使用#undef。例如,终止刚定义的PI,#undef PI

#include <stdio.h>#define PI 3.14int main()
{printf("%lf\n",PI);#undef PI#define PI 3.1415printf("%lf\n",PI);return 0;
}

3.2 带参宏

语法格式:

// 表达式是由参数1至参数n构成
#define 宏名(参数1,参数2,...,参数n) 表达式

例如,两数相乘,#define Sum(num1, num2) num1*num2

#include <stdio.h>#define Sum(num1, num2)  num1*num2int main(int argc, char *argv[])
{int result = Sum(10,20);printf("result=%d\n", result);return 0;
}

实际上,带参数的宏只做简单的参数替换,上述案例中,Sum(10,20),本质上,10*20;如果我们传入的Sum(10+6, 20)的话,宏展开后,10+6 * 20。

#include <stdio.h>#define Sum(num1, num2)  num1*num2int main(int argc, char *argv[])
{int result = Sum(10+6, 20);printf("result=%d\n", result);return 0;
}

要解决上述问题,最好的办法就是对每个参数单独使用(),改进一下上述代码

#include <stdio.h>#define Sum(num1, num2)  (num1) * (num2)int main(int argc, char *argv[])
{int result = Sum(10+6, 20);printf("result=%d\n", result);return 0;
}

注意,带参宏被调用多少次就会展开多少次,执行代码的时候没有函数调用的过程,不需要压栈弹栈。所以带参宏,是浪费了空间,因为被展开多次,节省时间。

4 选择性编译

        选择性编译是指在编译过程中,根据特定的条件或环境的不同,选择性地让特定的代码语句有效或无效。这种编译方式允许开发者在不同的环境或配置下编译不同的代码,以实现灵活的程序控制和功能切换。

        在C语言中,选择性编译通常通过预处理器指令来实现,如#ifdef、#ifndef、#else和#endif等。这些指令可以在预处理阶段根据是否定义了某个宏,来决定是否编译特定的代码段。例如,在开发环境中可能需要打印调试信息,而在生产环境中则不需要,通过选择性编译可以在生产环境中排除这些打印语句,以提高程序的运行效率。

        选择性编译的主要作用是防止头文件重复定义和代码编译冗余,从而确保程序的正确性和效率。同时,它也使程序更加灵活和可配置,可以根据不同的需求和环境进行定制。

4.1 #ifdef

语法格式:

#ifdef XXX// 功能代码1
#else// 功能代码2
#endif

如果已经定义过 XXX(建议取有意义名字) ,就编译功能代码1,否则编译功能代码1。

#include <stdio.h>#define LANGint main(int argc, char *argv[])
{#ifdef LANGprintf("hello world!!\n");#elseprintf("世界,你好!\n");#endifreturn 0;
}

4.2 #ifndef

语法格式:

#ifndef XXX// 功能代码1
#else// 功能代码2
#endif

这种方式是和第一种互补,例如

#include <stdio.h>// #define LANGint main(int argc, char *argv[])
{#ifdef LANGprintf("hello world!!\n");#elseprintf("世界,你好!\n");#endifreturn 0;
}

4.3 #if

语法格式:

#if 表达式// 功能代码1
#else// 功能代码2
#endif

如果表达式为真,编译功能代码1,否则编译功能代码2。例如

#define DEBUG 1  int main() 
{  
#if DEBUG  // 功能代码1: 调试用的代码  printf("调试代码.\n");  
#else  // 功能代码2: 不包含调试的代码  printf("关闭调试代码.\n");  
#endif  return 0;  
}

注意,如果DEBUG定义为0,表达式为假(false),执行#else。

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