程序环境和预处理
集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment ）是用于提供程序开发环境的应用程序，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面等工具。集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等一体化的开发软件服务套。
将所有的功能全部封装在一块，比如常用的VS。我们看不到程序的翻译过程，程序运行时直接就被翻译运行，显示结果了。
程序的翻译环境和执行环境：
翻译环境：源代码被转换为可执行的机器指令
执行环境：实际执行代码
翻译环境：
程序在编译过程中，程序的源文件会被转换成目标文件(windows为.obj，linux为.o文件)，头文件在编译期间会进行包含展开。
编辑器(vim)—写代码
编译链接器(gcc)—将代码变为二进制
调试器(gdb)—调试器
这是在linux中，将各个工具都分开了。
程序在编译大致分为4个过程：
- 预处理：包括对头文件展开，去注释，宏替换，条件编译
例如：
#define DOUBLE(N) N*2
int main()
{
int a=4;
printf("%d\n",DOUBLE(a));
return 0;//sample
}
在linux中，预处理操作指令为：
gcc -E test.c（文件名）-o test.i（转化文件名为临时文件）
查看该文件，宏被进行了替换，注释也被取消。预处理之后，还是C语言
- 编译：将C语言转换为汇编代码
操作指令为：
gcc -S test.i -o test.s
查看该文件为汇编代码：
- 汇编：将汇编代码编程二进制目标文件(不可执行)
操作指令为：
gcc -c test.s -o test.o
c一定要为小写的
查看文件为：二进制乱码
此时，我们生成的二进制文件还不能进行运行，因为还未进行和库文件的链接。
- 链接：将目标文件和C库文件进行链接形成可执行文件。
操作指令为：
gcc test.o -o mytest（任意名字）
查看结果为：
运行环境：
- 程序必须载入内存中。在有操作系统的环境中：一般由操作系统完成。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。
- 程序的执行便开始，接着调用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指。
- 终止程序。正常终止or意外终止。
预处理详解：
- 预定义符号：有一些符号是程序本身就定义好了的，比如编译的源文件
__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__ //如果编译器遵守ANSI C，其值为1，否则未定义
预处理之后：
- #define：执行简单的文本替换，只进行替换，不会做其他操作
在使用时，不要对后面加上；
例如：这样一个代码
在执行的时候，就会发生错误。
预处理看一下：
在这里，a就携带了两个分号，这时就会出现语法错误。如果对ifelse语句带上大括号，就不会有错。
- #define定义宏：在这里，宏只做简单的文本替换，不会进行任何操作，若宏中有优先级运算问题，一般建议先带上括号。
替换规则：
- 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，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，参数名被他们的值替换。
- 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，重复上述操作。
注意：
- 宏中不能出现递归。
- 字符串常量和宏名一样时，不被替换。
#和##：字符串有自动连接特性！
char *p = "hello ""world!\n";
printf("hello ""world!\n");
printf("%s", p);
这样的字符串，在输出的时候，可以自动连接。
- 使用
#，把一个宏参数变成对应的字符串。
#define PRINT(FORMAT,VALUE) printf("the value of "#VALUE" is "FORMAT"\n",VALUE)
int i = 10;
PRINT("%d", i + 3);
- ##可以把位于它两边的符号合成为一个符号。允许定义从分离的文本片段创建标识符。
#define ADD_TO_SUM(num,value) sum##num += value
int sum5 = 10;
ADD_TO_SUM(5, 10);
printf("%d\n", sum5);
要注意先定义，否则这样的标识符是没有定义的，就会报错。
在使用宏中，尽量不要使用带有副作用的参数，这个副作用会使表达式求值的时候出现永久性效果，出现的结果是不可预测的。
比如传入的参数为x++ x--这样的，就会出现问题。
宏和函数相比较：
优势：
- 宏的执行速度更快，因为宏是在预处理阶段进行文本替换，所以速度会更快。而函数的执行要开辟栈帧。
- 宏的参数和类型无关。只要参数的操作是合法的，可以适用于任何参数类型。（宏参数可以出现类型）
劣势：
- 宏每次执行，都会将代码插入到程序。如果宏比较长，就会使程序的长度大幅度增长。
- 宏在书写里要尽量带上括号，因为邻近操作符会有优先级问题。
- 宏不能调试。
- 宏没有办法递归。
在命名时，尽量将宏名全部大写，函数名不要全部大写。 易于区分二者。
宏从定义开始，往下都是有效的。 （宏在前，程序在后，后面的程序都可使用宏，宏前面的程序不行）
#undef ：用于移除一个宏定义。
命令行定义：编译时定义宏。
指令为：gcc 文件名 -D 宏名和值 在linux中。
这样一个代码：
操作上述指令，结果为：
在编译一个相同程序的不同版本的时候，就可以用到这个特性。
条件编译： 根据条件，选择执行的语句。选择性编译。
常见的条件编译指令：
- 定义了宏，但不知道宏的真假，进行判定，选择性编译。
#if 常量表达式
#endif
- 和上面同样，不过分支更多了
#if 常量表达式
#elif 常量表达式
#elif 常量表达式
...
#endif
- 判定是否被定义
#if defined(宏名)
#ifdef 宏名 //前两个一样
#if !defined(宏名)
#ifndef 宏名 //后两个一样
- 条件编译时，也可以嵌套定义这样的指令。
文件包含： #include指令可以使另一个文件被包含。在预处理阶段，先删除这段指令，并用包含文件的内容进行替换。
比如我们常用的#include ->会把头文件的相关内容直接插入到我们的源代码当中，替换掉#include。
头文件被包含的方式：
- 本地文件包含：
#include “filename.h”
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，编译器就像在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查找，如果找不到就提示编译错误。
对于库文件是否也可以用“”的形式去查找？
可以这样做。但是这样做会使查找效率变低，也不容易区分是本地文件还是库文件。
- 嵌套文件包含：多个文件重复包含，如果没有进行处理，就会出现文件内容的重复。
怎么解决这个问题？
进行条件编译。
#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
#enif __TEST_H__
如果没有定义，对该宏进行定义，文件重复包含时，内容也不会重复。这里面的宏，尽量使用文件名。
一般我们使用头文件时，尽量加上这个条件编译。