程序环境和预处理
目录
一、程序的翻译环境和执行环境
（一）编译的几个阶段
（二）运行环境
二、预定义符号
1. 举例
2. 举例
3. 补充
三、#define
（一） #define 定义标识符
1. #define MAX 1000
2. #define reg register （为resgister这个关键字，创建一个简短的名字）
3. #define do_forever for(;;) 用更形象的符号替换
4. #define CASE break;case
5. 续行符
6. 在define定义标识符的时候，要不要在最后加上 ;
（二）#defien定义宏
1. 基本概念
2. 利用宏求一个数的平方
3. 乘法运算先于宏定义的加法
4. 宏定义和函数定义返回较大值的比较
5. #define 替换规则
6. 注意
（三）#和##
1. 使用 # ，把一个宏参数变成对应的字符串
2. ## 的作用
（四）带副作用的宏参数
1. 举例1
2. 举例2
（五）宏和函数对比
1. 求两个数中的最大值（那为什么不用函数来完成这个任务）
2. 宏有时候可以做函数做不到的事情。比如：宏的参数可以出现类型，但是函数做不到
（六）命名约定
四、#undef
五、命令行定义
六、条件编译
1. #if 常量表达式 和#endif
2. 多个分支的条件编译
3. 判断是否被定义
一、程序的翻译环境和执行环境
（一）编译的几个阶段
（二）运行环境
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。
- 终止程序。正常终止main函数；也有可能是意外终止。
二、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1. 举例
#include
int main()
{
int i = 0;
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d----%s,%s,%s,line=%d\n", arr[i], __FILE__, __DATE__, __TIME__, __LINE__);
}
return 0;
} 
2. 举例
3. 补充
- 其实编译器在代码编译的时候，会对函数和变量名重命名的
- 在c语言中，重命名的规则基本就是，加下划线
- c++会更加复杂
三、#define
（一） #define 定义标识符
语法：
#define name stuff1. #define MAX 1000
2. #define reg register （为resgister这个关键字，创建一个简短的名字）
3. #define do_forever for(;;) 用更形象的符号替换
4. #define CASE break;case
5. 续行符
#define DEBUG_PRINT printf("file:%s\tline:%d\t \
date:%s\ttime:%s\n" ,\
__FILE__,__LINE__ , \
__DATE__,__TIME__ ) 6. 在define定义标识符的时候，要不要在最后加上 ;
- 建议不要加
（二）#defien定义宏
1. 基本概念
- #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）
#define name( parament-list ) stuff
其中的 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
2. 利用宏求一个数的平方
改进后：
3. 乘法运算先于宏定义的加法
- 我们想要的是10*（6+6）=120，但是结果不是想要的，因为乘法运算优先于宏定义的加法，解决方法：
#define Add(x) ((x)+(x))
- 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
4. 宏定义和函数定义返回较大值的比较
#include
#define MAX(X,Y) ((X)>(Y)?(X):(Y))//宏的形式
int Max(int x, int y)//函数的形式
{
return x>y?x:y;
}
#define M 100
int main()
{
int m = MAX(M, 5);
printf("%d\n", m);
m = Max(3,5);
printf("%d\n", m);
return 0;
} 5. #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 ：
- 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。
- 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。
- 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
6. 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
（三）#和##
字符串是有自动连接的特点的
1. 使用 # ，把一个宏参数变成对应的字符串
#include
#define print_format(num, format) \
printf("the value of "#num" is "format, num)
int main()
{
int a = 10;
print_format(a, "%d\n");
//printf("the value of a is %d\n", a);
int b = 20;
print_format(b, "%d\n");
//printf("the value of b is %d\n", b);
float f = 3.14f;
print_format(f, "%f\n");
//printf("the value of f is %f\n", f);
return 0;
} 2. ## 的作用
- ##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
注意：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
（四）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
1. 举例1
//代码1
int a = 10;
int b = a+1;//b得到是11,a还是10
//代码2
int a = 10;
int b = ++a;//b得到了11，但是a也变了，变成了11
//代码2是有副作用的2. 举例2
（五）宏和函数对比
1. 求两个数中的最大值（那为什么不用函数来完成这个任务）
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
//函数的实现
int Max(int x, int y)
{
return x > y ? x : y;
}
//宏的实现
#define MAX(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))
int main()
{
int a = 0;
int b = 0;
//输入
scanf("%d %d", &a, &b);
//较大值
int m1 = Max(a, b);
printf("%d\n", m1);
int m2 = MAX(a, b);
printf("%d\n", m2);
return 0;
} - 为什么不用函数来完成求两个数之间的较大值，原因有以下两点：
- 用于调用函数和从函数返回的代码可能比实际执行这个小型计算工作所需要的时间更多。 所以宏比函数在程序的规模和速度方面更胜一筹。
- 更为重要的是函数的参数必须声明为特定的类型。 所以函数只能在类型合适的表达式上使用。反之这个宏怎可以适用于整形、长整型、浮点型等可以 用于>来比较的类型
- 宏的缺点：
- 每次使用宏的时候，一份宏定义的代码将插入到程序中。除非宏比较短，否则可能大幅度增加程序的长度。
- 宏是没法调试的。
- 宏由于类型无关，也就不够严谨。
- 宏可能会带来运算符优先级的问题，导致程容易出现错
2. 宏有时候可以做函数做不到的事情。比如：宏的参数可以出现类型，但是函数做不到
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
#define MALLOC(num,type) (type*)malloc(num*sizeof(type))
int main()
{
int* p = MALLOC(5, int);
//等价于int*p=(int*)malloc(5*sizeof(int));
return 0;
} （六）命名约定
习惯性：
- 把宏名全部大写
- 函数名不要全部大写
四、#undef
- 这条指令用于移除一个宏定义
五、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。）
六、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
1. #if 常量表达式 和#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
