C语言程序的编译（预处理）【C】_在 test.c 的基础上编写 test1.c 程序,再按上述分步编译过程重新进行编译,并对两

目录

1.程序环境

2.编译+链接

（1）翻译环境

（2）编译

（3）运行环境

3.预处理

（1）预定义符号

 （2）#define 定义标识符

（3）#define 定义宏

（4）#define 替换规则

（5）#和##

（6）带副作用的宏参数

（7）宏和函数对比

（8）命名约定

（9）#undef

（10）命令行定义

（11）条件编译

（12）文件包含

（13）嵌套文件包含

1.程序环境

（1）翻译环境：在这个环境中源代码被转换为可执行的机器指令。

翻译环境包括：编译+链接

编译包括：预编译（预处理）+编译+汇编

（2）执行环境：用于实际执行代码。

2.编译+链接

（1）翻译环境

①组成一个程序的每个源文件通过编译过程分别转换成目标代码。

②每个目标文件由链接器（linker）捆绑在一起，形成一个单一而完整的可执行程序。

③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。

（2）编译

①预处理 选项 gcc -E test.c -o test.i
预处理完成之后就停下来，预处理之后产生的结果都放在test.i文件中。
②编译 选项 gcc -S test.c
编译完成之后就停下来，结果保存在test.s中。
③汇编 gcc -c test.c
汇编完成之后就停下来，结果保存在test.o中

（3）运行环境

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，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。

3.预处理

（1）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

 这些预定义符号都是语言内置的。

例如：

printf("file:%s line:%d\n", __FILE__, __LINE__)

 （2）#define 定义标识符

例如：

#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过长，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__ )

在defifine定义标识符的时候，最好不要在最后加上 ;    否则容易出问题

（3）#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

 注意：是直接把参数替换到文本

例如：

#define DOUBLE(x) (x) + (x)
int a = 5;
printf("%d\n" ,10 * DOUBLE(a));

我们可以会认为是10 *（5 + 5）= 100

但实际上是10 *  5 + 5 = 55

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：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。

（4）#define 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定义的变量。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。、

（5）#和##

①#：把一个宏参数变成对应的字符串

int i = 10;

#define PRINT(FORMAT, VALUE)\

printf("the value of " #VALUE "is "FORMAT "\n", VALUE);

...

PRINT("%d", i+3);

 代码中的 #VALUE 会预处理器处理为： "VALUE"

the value of i + 3 is 13

 ②##：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。

#define ADD_TO_SUM(num, value) \

sum##num += value;

...

ADD_TO_SUM(5, 10);//作用是：给sum5增加10

（6）带副作用的宏参数

x+1;//不带副作用

x++;//带有副作用

#define MAX(a, b) ( (a) > (b) ? (a) : (b) )

int x = 5;

int y = 8;

int z = MAX(x++, y++);

printf("x=%d y=%d z=%d\n", x, y, z);

（7）宏和函数对比

宏的优点：

#include <stdio.h>
 
#define ARRAY_SIZE 10
 
int main()
{
	int array[ARRAY_SIZE];
	int i = 0;
	for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++)
	{
		array[i] = i;
	}
	for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++)
	{
		printf("%d ", array[i]);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

#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;
}