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目录
一、引言
二、程序的翻译环境和执行环境
1、什么是程序
2、程序的翻译环境
3、程序的执行环境
三、预处理
1、预定义符号
2、#define
1.#define定义标识符
2.#define定义宏
3.#define的替换规则
注意
思考题
4.#和##
1.#的作用
2.##的作用
5.带副作用的宏参数
6.宏和函数对比
宏的优势
函数的优势
7.命名约定
3、#undef
功能
4、命令行定义
5、条件编译
6、文件包含
1.头文件包含
2.嵌套文件包含
问题解决一：
问题解决二：
7、其他预处理指令
一、引言
到这篇文章开始，C语言迎来了最后结束。记住这是书的结束，而不是我们的学习C语言的结束！
但我们要知道C语言的内容不仅仅是这么一点点内容而已，还有很多更加高深，更加底层的知识等着我们去学习，去了解。
C语言的底层逻辑是怎么实现的，代码的执行逻辑又是怎么样的，函数栈帧的创建和销毁，还有编译器提供一系列的库函数等等……
革命尚未成功，同志仍需努力！
二、程序的翻译环境和执行环境
1、什么是程序
计算机程序是一组计算机能识别和执行的指令，运行于电子计算机上，满足人们某种需求的信息
工具。说白了互联网、智能移动设备、云计算、大数据的共同基础、共同的指挥官就是程序。
简而言之，程序=算法+数据结构。
2、程序的翻译环境
在ANSI C（C语言标准）中，存在两个不同的环境，一个是翻译环境，另一个是执行环境。
翻译环境：把程序员写的文本代码转化成机器可识别的二进制指令。
执行环境：说白了就是代码执行所需要的环境，用于代码的执行。
就比如说：文本文件、源文件（test.c）——>通过翻译环境可以转化成可执行文件，也就是二进制文件（test.exe），然后通过执行环境进行执行。
1、test.c通过翻译环境和运行环境进行，来对文件进行可执行文件。
2、翻译环境会包括编译和链接。编译是指编译器（比如VS2019、devc++等），而链接器是链接目标文件和链接库生产的可执行程序（二进制程序）
3、编译又可以分为三个阶段：预编译、编译、汇编。
- 预编译：注释的替换（删除，注释会被替换成一个空格）、头文件的包含（#include<>）、#define符号的替换。这些都会在正式编译前会完成（对文本操作）。
- 编译：把C语言代码翻译成汇编代码。（通过：词法分析，语法分析，语义分析，符号汇总）。
- 汇编：把汇编代码翻译成二进制的指令，生成目标文件（.obj）、生成符号表（汇总的符号都是全局的）。
- 链接器：合并段表、符号表的合并和重定位。
其大体的过程如下：
3、程序的执行环境
程序的执行过程：
1.、程序必须载入内存中。在有操作系统的环境中：一般这个由操作系统完成。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、程序的执行便开始。接着便调用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（stack），存储函数的局部变量和返回地址。程序同时也可以使用静态（static）内存，存储于静态内存中的变量在程序的整个执行过程一直保留他们的值。
4、 终止程序。正常终止main函数；也有可能是意外终止。
三、预处理
1、预定义符号
预定义符号都是语言内置的。
//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> int main() { //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 printf("%s\n", __FILE__); printf("%d\n", __LINE__); printf("%s\n", __DATE__); printf("%s\n", __TIME__); //printf("%d\n", __STDC__);不是所有的编译器都全部按照ANSI C进行编辑的 return 0; }
2、#define
1.#define定义标识符
#include<stdio.h>
#define name stuff//语法
#define max 100
#define reg REG
#define do_forever for(;;)
//如果要替换的标识符太长了，可以换行写，但是必须在每行的末尾加上一个反斜杠（最后一行除外）
#define DEBUG_PRINT printf("file:%s\tline:%d\t \
date:%s\ttime:%s\n" ,\
__FILE__,__LINE__ , \
__DATE__,__TIME__ )
int main()
{
return 0;
}注：
- 如果要替换的标识符太长了，可以换行写，但是必须在每行的末尾加上一个反斜杠（最后一行除外）。
- 不要在语句的末尾加上分号。
先存个疑，自己可以进行思考，在代替规则里，我会进行解释。
#include<stdio.h>
#define max 30;
int main()
{
//这么写是有语法错误的
int n=0;
if (max > 0)
n -= max;
else
n += max;
return 0;
}2.#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）。
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。
注意：
参数列表的左括号必须与name紧邻。
如果两者之间有任何空白存在，参数列表就会被解释为stuff的一部分。
其实就是将#define定义的宏直接往文本文件里面直接进行替换。
文本文件：
#include<stdio.h> #define Add(a,b) ((a)+(b)) int main() { int a = 6; int b = 5; int sum = Add(a, b); printf("%d",sum); return 0; }被预编译后的文件
#include<stdio.h> #define Add(a,b) ((a)+(b)) int main() { int a = 6; int b = 5; int sum = a+b; printf("%d", sum); return 0; }
3.#define的替换规则
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。
#define的使用规则比较简单，但是需要注意的是#define定义的标识符和宏是完全的遵循替换规则的。（替换规则就是将#define定义的标识符和宏给替换掉）
注意
1、#define定义宏和标识符不是计算好了之后再从文本中找到，然后进行替换。而是先进行替换，然后才计算。
2、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。
3、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。
#define的代替规则。
给标识符max进行#define定义的时候，在30后面多加了一个分号，导致回代的时候会多一个分号。而if——else没有花括号的话，默认只有一条语句，而空语句也算一条语句，导致if——else的语法不符合。
思考题
下面代码的值是多少？
#include<stdio.h> #define c a+b int main() { int a = 3; int b = 5; int ret1 = b * c; int ret2 = c * b; printf("ret1 = %d\nret2 = %d", ret1, ret2); return 0; }
c先会被替换成a+b，然后才开始进行编译。
4.#和##
1.#的作用
如何把宏的参数插入到字符串中？
#define PRINT(FORMAT, VALUE) printf("the value is "#FORMAT"\n", VALUE);//使用 # ，把一个宏参数变成对应的字符串
#include<stdio.h>
int main()
{
PRINT("%d", 10);
return 0;
}2.##的作用
##可以把位于它两边的符号合成一个符号。
它允许宏定义从分离的文本片段创建标识符注：
这样的连接必须产生一个合法的标识符。否则其结果就是未定义的
#include<stdio.h>
#define CAT(v,n) v##n
int main()
{
int v10 = 100;
printf("%d", CAT(v, 10));
return 0;
} 
5.带副作用的宏参数
这里的副作用不是坏的意思，而是他除了运行这一串代码后，也可能会有什么其他的变化。
例如：
副作用就像下图一样，当a++，b++执行完之后，a和b的值发生了改变。这就叫做“副作用”
#include<stdio.h> #define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b)) int main() { int a = 100; int b = 20; int max = MAX(a++, b++); printf("%d", max); return 0; }
6.宏和函数对比
宏的优势
- 宏在一些代码简洁的功能上，时间短。函数写一些简单的功能时，函数调用、函数执行、传返回值会比想象得更加繁琐。
- 函数传参时是有固定的参数类型的，而宏没有这一限制。
函数的优势
- 当代码量大的时候，使用函数更加方便。
- 函数方便调试，宏没办法进行调试。
- 函数更加的严谨。
- 宏可能会带来优先级的问题，而函数不会。
| 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 次使用这个函数时，都调 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 销，所以相对慢一些 |
| 操 作 符 优 先 级 | 宏参数的求值是在所有周围表达式的上下文环境里， 除非加上括号，否则邻近操作符的优先级可能会产生 不可预料的后果，所以建议宏在书写的时候多些括 号。 |
函数参数只在函数调用的 值一次，它的结果值传递 数。表达式的求值结果更 测。 |
| 带 有 副 作 用 的 参 数 | 参数可能被替换到宏体中的多个位置，所以带有副作 用的参数求值可能会产生不可预料的结果。 |
函数参数只在传参的时候 次，结果更容易控制。 |
| 参 数 类 型 | 宏的参数与类型无关，只要对参数的操作是合法的， 它就可以使用于任何参数类型。 |
函数的参数是与类型有关 果参数的类型不同，就需 的函数，即使他们执行的 相同的。 |
| 调 试 | 宏是不方便调试的 | 函数是可以逐语句调试的 |
| 递 归 | 宏是不能递归的 | 函数是可以递归的 |
7.命名约定
一般来讲，宏的用法和函数类似，没办法区分。
我们一般全用大写来表示宏名。
不全部为大写来表示函数名。
3、#undef
功能
移除宏定义
#include<stdio.h> #define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b)) int main() { int a = 100; int b = 20; #undef MAX//意思就是将名为MAX的宏给移除 //int max = MAX(a++, b++);这条语句将会报错，MAX无法解析的外部符号 printf("%d", max); return 0; }
4、命令行定义
许多C的编译器都提供了一种能力，可以在命令行中定义符号，用于编译。
5、条件编译
通过条件编译，编译程序的时候，我们将一条语句进行编译和移除很方便。
当#if后面的条件语句真值为1的时候，执行后面的语句，到#endif结束。
#if 1 printf("%d", max); #endif
#if 1==1 printf("haha"); #elif 2==1 printf("hh"); #endif
判断某个宏名是否被定义
//如果SUM宏存在，执行语句；否则不执行 //第一种写法 #if defined(SUM) //语句 #endif //第二种写法 #ifdef SUM //语句 #endif//如果SUM宏不存在，执行语句；否则不执行 //第一种写法 #if !defined(SUM) //语句 #endif //第二种写法 #ifndef SUM //语句 #endif
6、文件包含
1.头文件包含
#include的指令就是在文件里面包含其他文件。
这个不陌生吧，包含标准输入输出文件。
这个包含语句写法有两种：#include<>和#include""。
| #include<>（标准库中包含） | #include""（本地文件包含） |
| 会在标准库中查找，如果没有则报错 | 首先编译器会先在本地文件中进行查找，如果本地文件没有，则会在标准库中查找。如果最终没找到，则报错 |
2.嵌套文件包含
嵌套文件包含会造成文件内容的重复。
问题解决一：
在每个头文件写的时候加上这句话。
#ifndef __TEST_H__ #define __TEST_H__ //头文件的内容 #endif //__TEST_H__问题解决二：
在头文件的最前面写上这句话。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-719665.html
#pragma once
7、其他预处理指令
#error
#pragma
#line
……谢谢大家的支持！ 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-719665.html
到了这里，关于C/C++程序设计和预处理的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
