16.1 翻译程序的第一步
在预处理之前，编译器会进行一些翻译处理：
-
处理多字节字符和“三字符序列”(目前已很少使用)，映射到源字符集；
-
将两个物理行(physical line)转换为一个逻辑行(logical line)：
转换前：
printf("Wonder\
ful");
转换后：printf("Wonderful");
- 用空格替换注释，用1个空格替换所有空白字符(不包括换行符)。
16.2 明示常量：#define
有类对象宏(object-like macro)、类函数宏(function-like macro)。
每行#define由3部分组成——#define指令、宏和替换体：#define PX printf("x == %d\n", x)，从宏替换为最终文本的过程称为宏展开(macro expansion)。
双引号中的宏不会被展开：
#define TWO 2
printf("TWO"); //输出TWO
printf("%s", TWO); //输出2
宏可以用来指定const对象的初始值、const对象数组的大小等(而const却无法指定，见下例)：
#define DEF_LIMIT 20
const int CONST_LIM = 50;
static int data1[DEF_LIMIT]; //有效
static int data2[CONST_LIM]; //无效
const int VAL1 = 2 * DEF_LIMIT; //有效
const int VAL2 = 2 * CONST_LIM; //无效
16.2.1 记号
宏的替换体可以看作记号(token)型字符串。比如#define SIX 2*2中有1个记号(2*2)；#define SIX 2 * 3中有3个记号(2、*、3)。
16.2.2 重定义常量
在ANSI标准中，只有新定义和旧定义完全相同才允许重定义：
#define SIX 2 * 3
#define SIX 2 * 3 //允许
#define SIX 2*3 //不允许，token数量不同
如果需要重定义，使用#undef指令。
16.3 在#define中使用参数
类函数宏：#define MEAN(X, Y) ((X)+(Y)/2)
直接替换会产生一些运算上的问题，比如：
#define SQUARE(X) X*X
SQUARE(x+2) //预期为(x+2)^2，实际被替换为"x+2*x+2"，即3x+2
//解决方法：参数带括号，如#define SQUARE(X) (X)*(X)
100/SQUARE(x) //预期为100/x^2，实际被替换为"100/x*x"，即100
//解决方法：替换体带括号，如#define SQUARE(X) ((X)*(X))
//所以在#define MEAN(X, Y) ((X)+(Y)/2)中，参数和替换体都带了括号
SQUARE(++x) //预期为(x+1)^2，被替换为++x*++x，即(x+1)(x+2)
//暂无解决方法，不要在类函数宏中使用递增或递减运算符
16.3.1 用宏参数创建字符串：#运算符
C字符串的串联特性：
printf("a" "b" "c");的输出是abc。
预处理运算符#可以将记号替换为字符串(称为“字符串化”(stringizing))：
#define PRINT_SQUARE(X) printf("The square of " #x "is %d\n", ((x)*(x)))
y=2;
PRINT_SQUARE(y); //宏展开将#x替换为y， 输出"The square of y is 4"
PRINT_SQUARE(2 + 4); //宏展开将#x替换为2 + 4，输出"The square of 2 + 4 is 36"
16.3.2 预处理器粘合剂：##运算符
将2个记号组合成1个记号，如：#define XNAME(n) x ## n，则XNAME(4)将展开为x4，可以用于变量命名。
16.3.3 变参宏：...和__VA_ARGS__
以三个点"..."的方式表示，使类函数宏的参数数量可变：
#define PRINT(...) printf(__VA_ARGS__)
PRINT("ABC");
PRINT("VAL=%d, str=%s", 2, "Helloworld");
16.4 宏和函数的选择
多次调用时，函数只产生1份副本，节省空间，然而需要多次跳转，耗费时间；宏需要插入多次，耗费空间，然而无需跳转，节省时间。
简单的函数一般用宏定义。调用次数少，宏的效果不明显；调用次数多（如嵌套循环中），用宏有助于提高效率。
16.5 文件包含：#include
在头文件中，只声明不定义！
extern的作用是使一个文件中的全局变量或函数可以在其他文件中使用，实现共享。
步骤：
- 在file1.c中定义全局变量和函数(可供其他文件使用)：
int val = 5;
int fun(){ return 0; }
- 在header.h中声明相关变量和函数：
extern int val = 5;
extern int fun();
-
在file2.c文件中包含.h头文件：
#include "header.h" -
编译时，只需要编译连接.c文件：
gcc -o file file1.c file2.c
原理：
#include的原理是将头文件整个地复制到#include的位置，所以可以理解，编译连接时只用到.c文件(不用.h)。所以extern会使程序在其他.c文件中寻找定义。
16.6 其他指令
16.6.1 #undef
取消之前的#define定义。即使之前没有定义过，#undef也有效，所以当想使用宏定义却不确定之前是否定义过时，为了安全，仍可使用#undef。
16.6.3 条件编译
1. #ifdef、#else、#endif
#ifdef、#else、#endif，可用于调试程序代码：
#define DEBUG
int main(){
int total = 0;
for (int i=0;i<10;i++){
total += 1;
#ifdef DEBUG
printf("current value:%d", total);
#endif
}
printf("total value:%d", total);
}
不调试时去掉#define DEBUG，调试时加上即可，从而不用去掉printf()调试代码。
2. #ifndef
①防止重复包含
如果.c文件同时包含了A.h和B.h，B.h又包含了A.h，则造成重复包含。为了避免重复包含，需要在.h文件开头加上#ifndef HEADER_NAME_H和#endif（HEADER_NAME_H可任意更改，只要是唯一的能标识当前.h文件即可，一般用头文件名+_H）。（补充说明：在.h文件开头添加的原因是，包含.h文件相当于整个地复制到.c文件中）
②便于调试代码
#ifndef也可以用于方便代码调试，比如header.h中有：
#ifndef LIMIT
#define LIMIT 100
#endif
则在包含了该头文件的.c文件中，可通过如下方式，测试较小的LIMIT数值：
#define LIMIT 10 //临时测试
#include "header.h"
或者用#undef：
#include "header.h"
#undef LIMIT //临时测试
#define LIMIT 10 //临时测试
这样就无需在header.h中修改LIMIT的值。
3. #if和#elif
#if或#elif后接整型常量表达式，示例：
#if SYS == 1
#include "ibm.h"
#elif SYS == 2
#include "vax.h"
#else
#include "general.h"
#endif
16.6.4 预定义宏
| 预定义宏 | 含义 |
|---|---|
| DATE | 当前日期，格式为 "MMM DD YYYY" |
| TIME | 当前时间，格式为 "HH:MM:SS" |
| FILE | 当前源文件的文件名 |
| LINE | 当前代码行号 |
| STDC | 如果编译器遵循 ANSI 标准，则为 1 |
| __cplusplus | 如果编译器用于 C++，则定义为一个数字 |
__func__是预定义标识符，展开为代表函数名的字符串。
16.6.5 #line和#error
#line：重置行号和文件名。
#line 100
#line 10 "cool.c"
#error：发出一条错误消息。
#if __STDC_VERSION__ != 201112L
#error Not C11
#endif
16.6.6 #pragma（编译器设置）
16.6.7 泛型选择(C11)
泛型编程(generic programming)的代码没有特定类型，可以转换为指定类型。C11引入了泛型选择表达式，可以根据表达式的类型选择1个值。示例：
_Generic(x, int: 0, float: 1, double: 2, default: 3)
结合#define使用示例：
#define MYTYPE(X) _Generic((X), int: "int", float: "float", double: "double", default: "others")
当X为int类型，宏展开为字符串"int"；X为float类型，宏展开为字符串"float"；等等。
16.7 内联函数
编译器可能会将函数调用直接替换为内联代码。内联函数应当比较短小。如果多个文件需要用到同一内联函数，可以在头文件中定义内联函数(一般头文件只声明、不定义，内联函数是特例)。
16.8 _Noreturn
16.9 C库
16.10 数学库
16.11 通用工具库
16.11.1 exit()和atexit()
16.11.2 qsort()（快速排序）
16.12 断言库
16.13 string.h库中的memcpy()和memmove()
函数原型：
void* memcpy(void* restrict s1, const void* restrict s2, size_t n);
void* memmove(void* s1, const void* s2, size_t n);
从s2指向的位置拷贝到s1指向的位置。memcpy()不允许s1和s2内存区域有重叠；memmove()则没有这样的要求。
16.14 可变参数：stdarg.h
可变参数的函数，参数列表以"..."结尾，"..."之前的1个参数是可变参数的数量(如下面例子中的num)。
#include <stdarg.h>
int sum(int num, ...){
va_list ap; //初始化va_list对象ap
va_list ap_copy;
va_start(ap, num); //传入va_list对象ap和可变参数的数量num，使ap初始化
va_copy(ap_copy, ap); //将ap拷贝给ap_copy
int sum=0;
for (int i=0;i<num;i++)
sum+=va_arg(ap, double); //传入va_list对象ap和当前参数的类型
//va_arg的第n次调用返回第n个可变参数
//由于不支持退回之前的参数，所以需要ap_copy进行备份
va_end(ap); //清理工作
va_end(ap_copy);
return sum;
}