预处理（C语言）

预处理的好处：便于程序的修改、阅读、移植和调试，便于实现模块化程序设计。

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一、文件包含：#include

1、将另一源文件嵌入/包含进本文件中，编译时就成为一个文件

2、头文件（.h文件）：用在文件头部被包含的文件

好处：程序修改方便。当需要修改一些参数时不必修改每个程序，只需修改一个.h文件即可。

一般以下内容放入.h文件中：

• 宏定义
• 结构、联合和枚举声明
• typedef声明
• 外部函数声明
• 全局变量声明

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二、宏定义：#define

1、宏

即替换。

#define 宏名 宏体

// 1. 不带参数的宏定义
#define ABC (5+3)

#define SIDE 5
#define PERIMETER 4*SIDE
#define AREA SIDE*SIDE

// 2.带参数的宏定义
#define ABC(x) (5+(x))

#define MIX(a,b) ((a)*(b)+(b))
int main()
{
    int x=5, y=9;
    printf("MIX is %d\n", MIX(x, y));
    return 0;
}

• 末尾不加“;”
• 不进行语法检查，怎么写的就怎么替换
• 要养成习惯对宏体加括号
• 相当于给宏体起一个别名。每次遇到该宏名，就用宏体去替换它
• 只进行替换，不分配内存

2、宏体展开时的#、##的使用

应用开发中，用的比较少。
在驱动和内核开发中，用的较多。

#  字符串化/字符常量化
##  连接符号

#define ABC(x) #x    一个#现在用的不多，是在编译环境中，或是引入基本概念时会用到。
#define ABC(x) day##x  用处多，技巧性更强。可以把前缀、后缀等作为一种隐藏的方法来实现。在变量和函数的赋值、调用等处，都会用得到。

例1：

// 001.c
#include 
#define ABC(x) #x
int main()
{
    printf(ABC(ab\n));   // 展开的时候，并没有展开成#ab\n，而是将其字符串化，输出字符串ab
    return 0;
}

#x

例2：

// 002.c
#include 
#define DAY(x) myday##x
int main()
{
    int myday1 = 10;
    int myday2 = 20;
    printf("the day is %d\n", DAY(1));
    printf("the day is %d\n", DAY(2));
    return 0;
}

##x

内核代码中经常会用到##x

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三、条件编译

1、好处及用法

根据条件开关，来决定哪些编译，哪些不编译。

该部分是技巧性最强的部分。

#ifdef  
#endif

代码开发：
调试（debug）版本
发行（release）版本

在开发时，通过某些方法只进行调试；在发行时，通过开关方法关闭调试。这样就只用一套代码就可以了。

条件编译在版本切换中起到非常重要的作用。

例子：

（1）

// test.c

#include 
int main()
{
    printf("==%s==\n",__FILE__);
    printf("hello world\n");
    return 0;
}

test.c和hello world用户都可以看到

（2）__FILE__，即打印出test.c是调试信息，不希望用户看到；而hello world希望用户看到。

思路：通过某种方法，让调试信息在满足一定的条件下才能执行，而其他信息是没有条件，正常执行。——用到了条件编译。

改动：

/*__FILE__调试信息不希望用户看到；hello world希望用户看到。*/

#include 
int main()
{
#ifdef ABC
    printf("==%s==\n",__FILE__);   // ABC将像一个开关，若打开，则会执行这句话；若关闭，则在预处理时就屏蔽掉了这句话，编译器就不会对这句话进行编译了
#endif
    printf("hello world\n");
    return 0;
}

加上开关后，此时打印的只有hello world

（3）调试时，要看到调试信息，使用#define ABC将开关打开。
通过该开关的控制，就可以切换debug版本和release版本。

#include 
#define ABC
int main()
{
#ifdef ABC
    printf("==%s==\n",__FILE__);
#endif
    printf("hello world\n");
    return 0;
}

打开开关后，又可以打印test.c了

（4）也可以使用如下方法打开开关：

gcc -D宏名：在编译之前，人为地把.c增加一个#define。它是预处理之前，通过编译器增加的宏名。

-D宏名：相当于一个开关量。有它就表示打开开关；没有就表示开关是关闭的。

/*__FILE__调试信息不希望用户看到；hello world希望用户看到。*/

#include 
int main()
{
#ifdef ABC
    printf("==%s==\n",__FILE__);   // ABC将像一个开关，若打开，则会执行这句话；若关闭，则在预处理时就屏蔽掉了这句话，编译器就不会对这句话进行编译了
#endif
    printf("hello world\n");
    return 0;
}

gcc -D

2、种类

（1）#ifdef、#ifndef、#else、#endif：只需知道符号常量是否被定义了。

// 1. 若宏名已被定义过，则对语句段进行编译；否则不编译
#ifdef 宏名
    语句段;
#endif

// 2. 若宏名已被定义，则编译语句段1；否则编译语句段2
#ifdef 宏名
    语句段1;    
#else
    语句段2;
#endif

// 3.
#ifndef 宏名
    语句段;
#endif

// 4.
#ifndef 宏名
    语句段1;
#else
    语句段2;
#endif

（2）#if、#else、#elif、#endif：需要判断符号常量所定义的具体值

例1：#if、#endif

// 003.c
#include 
#define NUM 50
int main()
{
    int i = 0;
#if NUM > 50
    i++;
#endif
#if NUM == 50
    i = i+50;
#endif
#if NUM < 50
    i--;
#endif
    printf("Now i is: %d\n", i);
}

例2：#if、#else、#endif

// 004.c
#include 
#define NUM 50
int main()
{
    int i = 0;
#if NUM > 50
    i++;
#else
#if NUM < 50
    i--;
#else
    i = i + 50;
#endif
#endif
    printf("Now i is: %d\n", i);
}

例3：#if、#elif、#else、#endif

// 005.c
#include 
#define NUM 50
int main()
{
    int i = 0;
#if NUM > 50
    i++;
#elif NUM == 50
    i = i + 50;
#else
    i--;
#endif
    printf("Now i is: %d\n", i);
}

（3）#undef 宏名：删除实现#define了的宏定义，将宏名局限在仅需要它的代码段中。

#define MAX_SIEZ 100
    char array[MAX_SIEZ];
#undef MAX_SIEZ

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四、预定义宏

系统（c编译器）已经定义好的，可以直接使用。

__FUNCTION__：函数名
__LINE__：行号
__FILE__：文件名

好处：

多人多文件编程，或代码量特别大时，在调试程序的时候，在调试信息中，加上预定义宏的说明。

如果是错误信息，可以很容易看到是哪个文件、哪个函数、第几行出的错。

对于调试非常方便。主要在调试中使用。

// test1.c

#include 
int main()
{
    printf("the function is %s, file is %s, line is %d\n", __FUNCTION__, __FILE__, __LINE__);
    return 0;
}

运行结果