C语言——程序环境与预处理-EW帮帮网

程序环境

在ANSI C的任何一种实现中，存在两个不同的环境：翻译环境与执行环境

翻译环境

翻译环境：在这个环境中，源代码可以被转换为可执行的机器指令

组成一个程序的每个源文件通过编译过程将分别转换成目标代码
每个目标文件由链接器捆绑在一起，形成一个单一而完整的可执行程序
链接器同时也会引入标准C函数库中任何被该程序所用到的函数，而且它可以搜索程序员个人的程序库，将其需要的函数也链接到程序中

执行环境

执行环境：在这个环境中，用于实际执行代码

程序执行的过程：

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动安排，也可能是通过可执行代码置入只读内存来完成。

程序的执行便开始，接着便调用main函数。

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，存储与静态内存中的变量在程序的整个执行过程一直保留它们的值。

终止程序。正常终止main函数；也有可能意外终止。

预处理

预处理符号

__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

#define

#define 定义标识符

#define name stuff

#define 定义宏

#define 包括了一个规定：允许把参数替换到文本中，这种实现通常被称为宏或定义宏

#define name(parament-list) stuff
//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

如果两种之间有任何空白存在，参数列表就会被解释为stuff的一部分

举个例子：

#define DOUBLE(x) ((x)+(x))

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临近操作符之间不可预料的相互作用

#define 替换规则

在调用宏时，首先对参数进行检查，看是否包含任何由#define定义的符号。如果有，先被替换
替换文本随后被插入到程序中原来文本的位置。对于宏，参数名被它们的值所替换
最后，再次对结果文件进行扫描，看它是否包含任何由#define定义的符号。如果有，就重复上述过程

注意：

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

当预处理搜索#define定义的符号的时候，字符串常量的内容并不被搜索

#和##

#：可以把宏参数变成对应的字符串

#define PRINT(n,format) printf("the value of "#n" is "format".\n",n)
int main()
{
	int a = 10;
	//printf("the value of a is %d\n", a);
	PRINT(a,"%d");
	int b = 20;
	//printf("the value of b is %b\n", b);
	PRINT(b,"%d");
	float f = 3.14f;
	//printf("the value  of f is %f\n", f);
	PRINT(f,"%f");
	return 0;
}

##：可以把位于它两边的符号合成一个符号。他允许宏定义从分离的文本片段创建标识符，这样的链接必须产生一个合法的标识符，否则其结果就是未定义的

#define CAT(x,y) x##y
int main()
{
	int NUMnum = 2024;
	printf("%d\n", CAT(NUM, num));
	//相当于
	printf("%d\n", NUMnum);
	return 0;
}

#带副作用的宏参数

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，那么在使用这个给宏的时候可能出现危险，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

举个例子：

#define MAX(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = MAX(a++, b++);
	//int c = ((a++) > (b++) ? (a++) : (b++));
	printf("c = %d\n", c);  //21
	printf("a = %d\n", a);  //11
	printf("b = %d\n", b);  //22

	return 0;
}

宏和函数的对比

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方；每次使用这个函数时，都调用那个地方的同一份代码
执行速度	更快	存在函数的调用和返回的额外开销，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时候求一次值，它的结果传递给函数。表达式的求值结果更容易预测
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求一次值，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，如果参数的类型不同，就需要不同的函数，即使它们执行的任务是相同的
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

命名约定

一般来讲，宏与函数的使用语法很相似，所以我们有一个约定俗成的习惯：

宏名全部大写，函数名不要全部大写

#undef

#undef 的作用：移除一个宏定义

条件编译

利用条件编译，在编译一个程序的时候可以将一条语句（一组语句）编译或放弃

常见的条件编译指令：

//1.
#if   常量表达式
#endif

//2.多个分支的条件编译
#if   常量表达式

#elif  常量表达式

#else

#endif

//3.判断是否被定义
#if defined(symbol)
#ifdef symbol


#if !defined(symbol)
#ifndef symbol

//4.嵌套定义
#if defined (OS_UNIX)
   #ifdef OPTION1
          unix_version_optionl();
   #endif
   #ifdef OPTION2
          unix_version_option2();
   #endif
#elif defined(OS_MSDOS)
   #ifdef OPTION2
          msdos _version_option2();
   #endif
#endif

文件包含

C语言中头文件有两种包含形式：

#include< >
#include" "

本地文件包含：#include< >

查找策略：先在源文件所在目录下查找，如果该头文件未找到，编译器就像查找库函数头文件一样在标准位置查找头文件。如果找不到就提示编译错误

库文件包含： #include" "

查找头文件直接去标准路径下去查找，如果找不到就提示编译错误。

嵌套文件包含

嵌套文件包含易发生文件内容的重复

可以在头文件写

#ifndef __TEST_H_
#define __TEST_H_
  //头文件的内容
#endif 

//或者

#pragma once

这样可以避免头文件的重复引入

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