C語言預處理預編譯命令及宏定義詳解
.c 源程序 ----- 編譯 ----- 鏈接 ---- exe ----運行 -------->
程序翻譯環(huán)境和執(zhí)行環(huán)境
翻譯環(huán)境：源代碼被轉換為可執(zhí)行機器指令（二進制代碼）。
執(zhí)行環(huán)境：用于實際執(zhí)行代碼。
翻譯環(huán)境：詳解編譯+鏈接
1.組成程序的每個源文件通過編譯過程分別轉換成目標代碼。
2.每個目標文件由鏈接器捆綁在一起，形成一個單一而完整的可執(zhí)行程序。
3.鏈接器同時也會引入標準C函數(shù)庫中任何被該程序所用到的函數(shù)，而且他可以搜索程序員個人的程序庫，將其需要的函數(shù)也鏈接到程序。
extern聲明外部文件中的函數(shù)
1. 編譯 — 預處理/預編譯 test.c ---- test.i
文本操作
#include 頭文件的包含
注釋刪除：使用空格替換注釋
#define 替換，所以宏無法進行調試。
……
2. 編譯 — 編譯 test.i ---- test.s
把c語言代碼翻譯成匯編代碼
語法分析
詞法分析
語義分析
符號匯總
3. 編譯 — 匯編 test.s ---- test.obj
把匯編代碼轉換成二進制代碼（指令）。
形成符號表。（符號+地址）
4. 鏈接 test.obj ---- test.exe
合并段表
符號表的合并和重定位
運行環(huán)境
1.程序必須載入內存中。在有操作系統(tǒng)的環(huán)境中：一般這個由操作系統(tǒng)完成。在獨立的環(huán)境中，程序的載入必須由手工安排，也可能是通過可執(zhí)行代碼置入只讀內存來完成。
2.程序的執(zhí)行便開始。接著便調用main函數(shù)。
3.開始執(zhí)行程序代碼。這個時候程序將使用一個運行時堆棧（stack），存儲函數(shù)的局部變量和返回地址。程序同時也可以使用靜態(tài)（static）內存，存儲于靜態(tài)內存中的變量在程序的整個執(zhí)行過程一直保留他們的值。
4.終止程序。正常終止main函數(shù)；也有可能是意外終止
預處理/預編譯詳解
預定義符號
本來就有的符號
__FILE__ //進行編譯的源文件 __LINE__ //文件當前的行號 __DATE__ //文件被編譯的日期 __TIME__ //文件被編譯的時間 __STDC__ //如果編譯器遵循ANSI C，其值為1，否則未定義
應用
printf("data: %s\n time: %s" ,__DATE__,__TIME__);
輸出
data: Jul 13 2021 time: 15:13:54
#define 定義標識符
宏
宏和define區(qū)別，宏是有參數(shù)的。
下面是宏的聲明方式：
#define name( parament-list ) stuff
其中的 parament-list 是一個由逗號隔開的符號表，它們可能出現(xiàn)在stuff中
參數(shù)列表的左括號必須與name緊鄰。如果兩者之間有任何空白存在，參數(shù)列表就會被解釋為stuf的一部分。
例如
#define SQUARE(X) (X)*(X)
int main()
{
int ret = SQUARE(5);
return 0;
}
宏的參數(shù)是替換的，不是傳參的。
在定義宏的時候不要吝嗇括號。
#和##
#的作用
使用#，把一個宏參數(shù)變成對應的字符串。
把參數(shù)插入到字符串中
#define PRINT(X) printf("the value of "#X" is %d\n", X)
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
PRINT(a);
PRINT(b);
return 0;
}
輸出
the value of a is 10
the value of b is 20
##的作用
## 可以把位于他兩邊的符號合成一個符號，允許宏定義從分離的文本片段創(chuàng)建創(chuàng)建標識符。
#define CAT(X,Y) X##Y
int main()
{
int class84 = 2021;
printf("%d\n", CAT(class, 84));
}
輸出
2021
帶副作用的宏參數(shù)
#define MAX(a, b) ( (a) > (b) ? (a) : (b) )
...
x = 5;
y = 8;
z = MAX(x++, y++);
printf("x=%d y=%d z=%d\n", x, y, z);
//輸出的結果是什么？
這里我們得知道預處理器處理之后的結果是什么：
z = ( (x++) > (y++) ? (x++) : (y++));
輸出結果
x=6 y=10 z=9
宏和函數(shù)的對比
對于上述的宏，也可以用函數(shù)實現(xiàn)其功能。
使用宏的優(yōu)點：
1.用于調用函數(shù)和從函數(shù)返回的代碼可能比實際執(zhí)行這個小型計算工作需要的時間更多，所以宏比函數(shù)在程序的規(guī)模和速度方面更勝一籌。
2.函數(shù)的參數(shù)必須聲明為特定的類型，所以函數(shù)只能在類型合適的表達式上使用。反之，這個宏可以用于整型、長整型、浮點數(shù)等等，宏是類型無關的。
使用宏的缺點：
1.每次調用宏，一份宏定義的代碼插入程序中，除非宏比較短，否則可能會大幅度增加代碼的長度。
2.宏無法調試。在預編譯（預處理）階段，已經(jīng)把 # define 給替換了，已經(jīng)不再是宏了。
3.宏由于類型無關，也就不夠嚴謹。
3.宏可能會帶來運算符優(yōu)先級的問題，更容易導致程序出錯。
inline 內聯(lián)函數(shù)
命名約定
函數(shù)和宏語法相似，語言本身沒法幫我們區(qū)分二者。把宏名全部大寫，函數(shù)名不要全部大寫。
#undef 移除宏定義
這條指令用于移除宏定義。
如果現(xiàn)存的一個名字需要被重新定義，那么他的舊名字首先要被移除。
#undef NAME
命令行定義
許多C的編譯器提供了一種能力，允許在命令行中定義符號，用于在啟動編譯過程。例如：當我們根據(jù)一個源文件要編譯出不同的一個程序的不同版本的時候，這個特性有點用處。假設某個程序中聲明了一個某個長度的數(shù)組，如果機器內存有限，我們需要一個很小的數(shù)組，但是另外一個機器內存大寫，我們需要一個數(shù)組能夠大寫。
條件編譯
#define DEBUG #ifdef DEBUG #endif
常見的條件編譯指令
#if 常量表達式 //... #endif
舉例子：為真參與編譯，為假 (0)不參與編譯。
#if 1
printf("balabala....");
#endif
二、多個分支的條件編譯
#if 常量表達式 //... #elif 常量表達式 //... #else //.... #endif
舉例子
#if 1==1 #elif 2==1 #else #endif
三、判斷是否被定義
#if defined(symbol) #ifdef symbol #if !defined(symbol) #ifndef symbol
四、嵌套指令
#if defined(OS_UNIX) #ifdef OPTION1 unix_version_option1(); #endif #ifdef OPTION2 unix_version_option2(); #endif #elif defined(OS_MSDOS) #ifdef OPTION2 msdos_version_option2(); #endif #endif
文件包含
我們已經(jīng)知道，#include指令可以使另外一個文件被編譯。就像它實際出現(xiàn)于#include指令的地方一樣。這種替換的方式很簡單：預處理器先刪除這條指令，并用包含文件的內容替換。這樣一個源文件被包含10次，那就實際被編譯10次。
頭文件包含的方式：
1.本地文件包含：#include "Filename"
查找策略：先在源文件所在目錄下查找，如果該頭文件未找到，編譯器就像查找?guī)旌瘮?shù)頭文件一樣在標準位置查找頭文件。如果找不到就提示編譯錯誤。
2.庫文件包含：#include <Filename.h>
查找策略：查找頭文件直接去標準路徑下去查找，如果找不到就返回錯誤信息。
這樣是不是可以說，對于庫文件也可以使用“”的形式包含？
答案是肯定的，可以。但是這樣做查找的效率就低些，當然這樣也不容易區(qū)分是庫文件還是本地文件了。
wwww想到自己經(jīng)常重復包含，留下了悔恨的淚水~~
出現(xiàn)嵌套文件包含解決方法 ：條件編譯
每個頭文件開頭這樣寫：
#ifndef __TEST__H__ #define __TEST__H__ //頭文件的內容 #endif //__TEST__H__
或者
#pragma once
就可以避免頭文件的重復引入。
總結一下：預處理階段的預處理指令：條件編譯指令 / #include / #define / #error /#pragma / ……
offsetof(宏類型，成員名字)偏移量模擬實現(xiàn)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>
struct S
{
char c1;
int a;
char c2;
};
#define OFFSETOF(struct_name, member_name) (int)&(((struct_name*)0)->member_name)
int main()
{
printf("%d\n", OFFSETOF(struct S, c1));
printf("%d\n", OFFSETOF(struct S, a));
printf("%d\n", OFFSETOF(struct S, c2));
return 0;
}
以上就是C語言預處理預編譯命令及宏定義詳解的詳細內容，更多關于C語言預處理預編譯命令及宏的資料請關注腳本之家其它相關文章！
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