c语言的预处理和编译

预处理

文件包含

当预处理器发现#include指令时，会查看后面的文件名并把文件的内容包含到当前文件中

两种写法

• 尖括号：引用的是编译器的库路径里面的头文件。

• 双引号：引用的是程序目录中相对路径中的头文件，如果找不到再去上面的库里面找。

宏

参数批量替换到文本中，这种实现通常称为宏

#define 宏名(记号) 内容
#define PI 3.1415926

参数传递

#define MUL(x) x * x
#define bb(i) printf("我是宏替换的：%d", i);
int main() {
    printf("%d", MUL(9));
    bb(10);
}

系统宏

宏名称	含义
_ _ DATE _ _	当前的日期，格式为类似May 30 2023 的字符串
_ _ TIME _ _	当前的时间，格式为类似 10:23:12 的字符串
_ _ FILE _ _	当前源代码文件的名称（含路径）的字符串
_ _ LINE _ _	当前所处的行号是多少就替换为多少，整数

条件编译

根据条件，选择性地对某些内容进行忽略，相当于if-else语句

#ifdef PI   //ifdef用于判断是否定义了符号PI，如果没有的话则处理以下的指令
    #define M 666
#else   //如果定义了符号PI，那么就处理这个分支的语句
    #define M 777
#endif   //最后需要以endif指令结束整个判断

#ifndef PI   //ifndef 就是 if not define，跟ifdef反着的
    #define M 666
#else
    #define M 777
#endif

#define M 666
#if M == 666   //若M等于666那么定义K = 999
    #define K 999
#elif M == 777   //等同于else if语句
    #define K 888
#else    //else语句
    #define K 000
#endif

程序编译

编译过程

GCC原名为GNU C语言编译器（GNU C Compiler）

gcc执行编译的过程

1. 预处理（Pre-Processing）：首先会经过预处理器将程序中的预编译指令进行处理，然后把源文件中的注释去掉，处理include和define

2. 编译（Compiling）：处理好之后，就可以正式开始编译，首先会编译为汇编代码。

3. 汇编（Assembling）：接着就该将汇编代码编译为机器可以执行的二进制机器指令了，会得到一个二进制目标文件。

4. 链接（Linking）：最后需要将这个二进制目标文件与系统库和其他库的OBJ文件、库文件链接起来，最终生成了可以在特定平台运行的可执行文件。

其中 -E 后面的是源文件名称，-o 是预处理后生成的文件名称

gcc -E test.c -o test.i #代码在经过预处理之后，#include中的内容都替换过来
gcc -S test.i -o test.s #编译为汇编程序
gcc -c test.s -o test.o
gcc test.o -o test(test.exe)    #链接

执行可执行文件

也可以一步到位

gcc test.c -o test

多文件处理

gcc main.c test.c -o main

Make和CMake构建

Make

当需要构建大量内容时，让谁先编译，谁后编译，Make构建工具就可以解决这种组织的问题

支持使用变量、逻辑判断等高级用法

编写Makefile文件，有点Dockerfile的意思

 

只需要把需要执行的命令按照想要的顺序全部写到里面就可以了

targets : prerequisites
  command

• targets：构建的目标，可以是一个普通的标签、文件名称等

• prerequisites：前置条件，可以设定要求完成其他目标才能开始构建当前目标

• command：构建需要执行的命令

main.exe: test.o main.o  #目标1：构建最终的程序，要求完成下面两个目标（注意最终目标需要写在第一个）
    gcc test.o main.o -o main
​
main.o: main.c  #目标2：构建目标为main.o，前置要求必须有main.c文件
    gcc -E main.c -o main.i
    gcc -S main.i -o main.s
    gcc -c main.s -o main.o
​
test.o: test.c  #目标3：同样的，要求必须有test.c文件才能开始
    gcc -E test.c -o test.i
    gcc -S test.i -o test.s
    gcc -c test.s -o test.o

在控制台输入make命令，就开始编译

 

CMake

CMake是一个跨平台的安装（编译）工具，可以用简单的语句来描述所有平台的安装(编译过程)。能够生成各种各样的makefile或者project文件

编写CMakeList.txt文件

cmake_minimum_required(VERSION 3.22)
project(untitled C)
set(CMAKE_C_STANDARD 99)
add_executable(untitled main.c test.c test.h)

• 第一行使用cmake_minimum_required来指定当前项目使用的CMake最低版本，如果使用的CMake程序低于此版本是无法构建的。

• 第二行project指定项目名称，名称随意，后面的是项目使用的语言，这里是C。

• 第三行set用于设定一些环境变量等，这里设定的是C 99标准。

• 第四行add_executable用于指定一个编译出来的可执行文件，这里名称为untitled，后面的都是需要编译的源文件（头文件可以不写）

输入cmake命令进行生成

 cmake -S . -B test -G "MinGW Makefiles"

其中-S后面的是源文件目录，这里.表示当前目录，-B后面是构建目录，一会构建的文件都在这里面存放，最后-G是选择生成器（生成器有很多，甚至可以直接生成一个VS项目），这里需要生成Makefile，所以填写"MinGW Makefiles"