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前言
C语言中程序需要实现依赖翻译环境和运行环境，而翻译环境可以分为编译和链接两个步骤，其中编译又可以细分为预处理，编译，汇编三个阶段，今天我们就来讲一下预处理阶段。
一、预定义符号
C语⾔设置了⼀些预定义符号，可以直接使⽤，预定义符号也是在预处理期间处理的。
比如：
__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() {
printf("%s\n", __FILE__); //进⾏编译的源⽂件
printf("%d\n", __LINE__); //⽂件当前的⾏号
printf("%s\n", __DATE__); //⽂件被编译的⽇期
printf("%s", __TIME__); //⽂件被编译的时间
//printf("%s", __STDC__); //如果编译器遵循ANSI C，其值为1，否则未定义
return 0;
}
二、#define定义常量
基本语法：
#define name stuff常见用法：
#define MAX 1000
#define reg register //为 register这个关键字，创建⼀个简短的名字
#define do_forever for(;;) //⽤更形象的符号来替换⼀种实现
#define CASE break;case //在写case语句的时候⾃动把 break写上。
// 如果定义的 stuff过⻓，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__)那我们在#define定义标识符的时候，要不要在最后加上 ;
答案是不需要加上； 请看下面一段代码
#define MAX 1000;
#define MAX 1000if(condition)
max = MAX;
else
max = 0;如果加上；则MAX就为1000；等替换后，if和else之间就是2条语句，而没有大括号的时候，if后边只能有⼀条语句。这⾥会出现语法错误。
三、#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parament-list是⼀个由逗号隔开的符号表，它们可能出现在stuff中。
请注意：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。
比如：
#define SQUARE( x ) x * x#include<stdio.h>
#define SQUARE(x) x*x
int main() {
int a = 5;
printf("%d", SQUARE(a + 1));
return 0;
}
我们发现与我们希望的结果不一样，我们想要求a+1及6的平方36，结果输出结果为11。
替换文本时，参数x被替换成a + 1,所以这条语句实际上变成了：
printf ("%d\n",a + 1 * a + 1 );#define SQUARE(x) (x) * (x)这样预处理时替换就变成了
printf ("%d\n",(a + 1) * (a + 1) );让我们再来看一个：
#define DOUBLE(x) (x) + (x)int a = 5;
printf("%d\n" ,10 * DOUBLE(a)); printf ("%d\n",10 * (5) + (5));所以结果还是没有按照预想的次序进行求值。
这个问题，的解决办法是在宏定义表达式两边加上⼀对括号就可以了。#define DOUBLE( x) ( ( x ) + ( x ) )总结：
所以用于对数值表达式进行求值的宏定义都应该用这种方式加上 括号 ，避免在使用宏时由于参数中的操作符或邻近操作符之间不可预料的相互作用。四、带有副作用的宏参数
当宏参数在宏的定义中出现超过⼀次的时候，如果参数带有 副作用 ，那么你在使用这个宏的时候就可能出现危险，导致不可预测的后果。副作用就是表达式求值的时候出现的永久性效果。 比如：x+1;//不带副作⽤
x++;//带有副作⽤#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);//输出的结果是什么？输出结果：
//代码被替换为
z=((x++)>(y++))?(x++):(y++))
//都为后置++，所以先判断5>8 然后x=6,y=9
//5>8为假，所以为y++,使用先返回y，及z=9，然后y=10所以当宏参数在宏的定义中出现超过⼀次的时候，如果参数带有副作用，结果就有可能不符号我们预期。
五、宏替换的规则
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。六、宏与函数的对比
宏通常被应应用于执行简单的运算。 比如在两个数中找出较⼤的⼀个时，写成下面的宏，更有优势⼀些。#define MAX(a, b) ((a)>(b)?(a):(b))#define MALLOC(num, type)\
(type )malloc(num sizeof(type))
...
//使⽤
MALLOC(10, int);//类型作为参数
//预处理器替换之后：
(int *)malloc(10 sizeof(int));| 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；每次使用函数的时候，都会调用那个地方的同一个代码 |
| 执行速度 | 更快 | 存在函数的调用和返回的额外开销，所以会相对慢一些 |
| 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，否则临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时候才开始求值，并将结果值传递给函数。表达式的结果更容易预测。 |
| 带有副作用的参数 | 参数可能被替换到宏体中的多个位置，如果宏的参数被多次计算，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求值一次，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的，如果类型不同，就需要不同的函数，即使他们执行的任务是不同的。 |
| 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。 |
七、#和##
7.1#运算符
#运算符将宏的⼀个参数转换为字符串字字面量。它仅允许出现在带参数的宏的替换列表中。 #运算符所执行的操作可以理解为” 字符串化 “。 当我们有⼀个变量 int a = 10; 的时候，我们想打印出： the value of a is 10 . 就可以写：#define PRINT(n) printf("the value of "#n " is %d", n);printf("the value of ""a" " is %d", a);最后打印出：
7.2 ##运算符
## 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判断创建标识符。 ## 被称 为 记号粘合 ，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。 这里我们想想，写⼀个函数求2个数的较大值的时候，不同的数据类型就得写不同的函数。 比如：int int_max(int x, int y)
{
return x>y?x:y;
}
float float_max(float x, float y)
{
return x>yx:y;
}但是我们有不同的数据这样写就过于繁琐，我们可以用宏来解决：
//宏定义
#define GENERIC_MAX(type) \
type type##_max(type x, type y)\
{ \
return (x>y?x:y); \
}通过宏来定义不同的函数：
GENERIC_MAX(int) //替换到宏体内后int##_max ⽣成了新的符号 int_max做函数名
GENERIC_MAX(float) //替换到宏体内后float##_max ⽣成了新的符号 float_max做函数名
int main()
{
//调⽤函数
int m = int_max(2, 3);
printf("%d\n", m);
float fm = float_max(3.5f, 4.5f);
printf("%f\n", fm);
return 0;
}输出：
八、命名约定
⼀般来讲函数的宏的使用语法很相似。所以语⾔本⾝没法帮我们区分⼆者。
那我们平时的⼀个习惯是： 1.把 宏名全部⼤写 2. 函数名不要全部⼤写九、#undef
这条指令用于移除⼀个宏定义。#undef NAME
//如果现存的⼀个名字需要被重新定义，那么它的旧名字⾸先要被移除。比如：
#include<stdio.h>
#define SQORT(x) ((x)*(x))
int main() {
int a = 3;
int b = 4;
printf("%d\n", SQORT(a));
#undef SQORT
printf("%d\n", SQORT(b));//运行出错，SQORT未定义
}十、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 [SZ];
int i = 0;
for(i = 0; i< SZ; i ++)
{
array[i] = i;
}
for(i = 0; i<SZ; i ++)
{
printf("%d " ,array[i]);
}
printf("\n" );
return 0;
}通过命令行命令：
//linux 环境演⽰
gcc -D SZ=10 programe.c
十一、条件编译
在编译⼀个程序的时候我们如果要将⼀条语句（⼀组语句） 编译或者放弃 是很方便的。因为我们有 条件编译指令 。 比如说： 调试性的代码，删除可惜，保留⼜碍事，所以我们可以选择性的编译。#include<stdio.h>
#define __DEBUG__
int main(){
int i = 0;
int arr[10] = { 0 };
for (i = 0; i < 10; i++)
{
arr[i] = i;
#ifdef __DEBUG__
printf("%d\n", arr[i]);//为了观察数组是否赋值成功。
#endif //__DEBUG__
}
return 0;
}通过判断是否定义__DEBUG__进行选择编译
常⻅的条件编译指令：1.
#if 常量表达式
//...
#endif
//常量表达式由预处理器求值。
如：
#define __DEBUG__ 1
#if __DEBUG__
//..
#endif进行条件判断。条件满足进行编译if到endif的代码，不满足则不进行编译。
2.多个分⽀的条件编译
#if 常量表达式
//...
#elif 常量表达式
//...
#else
//...
#endif多个if进行分支判断，else if此时为elif。
3.判断是否被定义
#if defined(symbol)
#ifdef symbol
#if !defined(symbol)
#ifndef symbol通过if defined判断是否被定义，如果被定义则执行，没被定义则不执行，可简写为ifdef。if !defined 用法则相反，可简写为 ifndef。
4.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我们需要注意一个if对应一个endif。
十二、头文件的包含
12.1 头文件被包含的方式：
12.1.1 本地文件包含
#include "filename" /usr/includeC:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 12.0\VC\include
//这是VS2013的默认路径12.1.2 库文件包含
#include <filename.h>12.2 嵌套文件包含
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。 ⼀个头文件被包含10次，那就实际被编译10次，如果重复包含，对编译的压力就比较大。 test.c#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
#include "test.h"
int main()
{
return 0;
}test.h
void test();
struct Stu
{
int id;
char name[20];
};#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//头⽂件的内容
#endif //__TEST_H__或者：
#pragma once13、其他预处理指令
C语言中还要其他的其他预处理指令 ，比如：
#error
#pragma
#line
...
...
13.1#pragma
由 #pragma 指令控制实现定义行为。
#pragma once 当某个头文件中包含它时，指示编译器只对其分析一次，即使它在同一源文件中（直接或间接）被包含了多次也是如此。
#pragma pack()用于修改结构体的对齐字数，可以指定。
总结
上述文章讲了预处理阶段做的事，详细讲了#define的使用，和条件编译，头文件的包含等方面的知识，希望对你有所步帮助。
标签：__,定义,int,C语言,编译,详解,参数,预处理,define From： https://blog.csdn.net/2301_76613753/article/details/137075584