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C语言中如何去理解预处理阶段

2019-11-10 18:51:07
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供稿:网友

C语言如何去理解预处理阶段

预处理

宏定义( 无参宏定义,带参宏定义)

条件编译

文件包含

预处理操作符号和预定义宏

下面将会依次的去介绍各个阶段中的一些细节性东西

预处理

首先在C语言编译的时候,会经历以下几个步骤:预处理,编译,汇编,链接,然后生成可执行文件。整个过程是一连串动作完成的。而预处理阶段呢,也是在最先执行的一个步骤。相对来说,也是比较重要的一个步骤。

概念: 以“#”号开头的预处理指令如包含#include,宏定义制定#define等,在源程序中这些指令都放在函数之外,而且一般放在源文件的前面 ,所谓预处理其实就是在编译的第一遍扫描之前的所作的工作,预处理是C语言的一个重要的功能,它由预处理程序单独完成,当对一个源文件进行编译时,系统自动引用预处理程序,预处理在 源代码编译之前对其进行的一些文本性质的操作,对源程序编译之前做一些处理,生成扩展的C源程序

预处理阶段做了任务: 1:将头文件中的内容(源文件之外的文件)插入到源文件中 2:进行了宏替换的过程,定义和替换了由#define指令定义的符号 3:删除掉注释的过程,注释是不会带入到编译阶段 4:条件编译

预处理指令:

gcc -E bin/helloworld.i src/helloworld.c预处理生成的是.i的文本文件,这个文本文件是可以直接通过cat命令进行文本文件查看的

宏定义

在C语言中允许用一个标识符来表示一个字符串;称为宏,在预处理时,对程序的宏进行替换,其中宏定义是由源程序中的#define来完成 ,而宏的替换,主要是由预处理程序完成的

#define PI 3.1415

宏定义的规则:

#表示一条预处理的指令,以#开头的均是预处理指令#define是宏定义的指令,标识符是所定义的宏名宏名一般都是大写的字母表示,以便和变量名区别宏定义其实并不是C语言的语句,所以后面是不用去加;号宏体可以是常数,表达式,格式化字符串等,为表达式的时候应该用括号阔起来宏替换不分配内存空间,也不做正确性的检查宏的范围是从定义后到本源文件的结束,但是可以通过#undef来进行提前取消

宏定义分为有参宏定义和无参宏定义: 无参宏定义:

语法: #define 标识符(宏名)[字符串] 宏体可缺省: #define YES 1 #define NO 0 #define OUT PRintf("Hello world") #define WIDTH 80 #define LENGTH (WIDTH+40) 宏的移除语法 #undef 宏名 功能:删除前面定义的宏 事例: #undef PI #undef OUT #undef YES #undef NO

带参宏定义:

带参宏定义的语法结构 #define 宏名(形参列表) 字符串(宏体) 带参数宏定义调用: 宏名(实参表); C语言中允许宏带有参数,在宏定义的参数中称为形式参数,形式参数不分配内存单元,没有类型定义; #define S(a,b) a*b; area = S(3,2); 宏展开 area = 3 * 2; 注意事项: 带参数宏定义中,宏名和形式参数列表之间不能有空格出现。如 #define MAX (a,b) (a>b)?a:b 此时MAX为无参的宏定义,宏体为(a,b) (a>b)?a:b #define MAX(a,b) (a>b)?a:b 宏定义中,形参是一个标识符,而宏调用的参数可以是一个表达式 宏体内的形参通常要括号阔起来 #define POWER(x) ((x)*(x))

从带参数的宏定义中我们可以发现,其在很多场合下,是可以看作是一个函数来使用的,但是与真正的函数又是有着很大的区别的,所以以下是总结出来的函数与宏之间的几点区别: 区别: 区别

对比项 带参数宏定义 函数
处理时间 编译时期 程序运行时期
参数类型 无参数类型 有具体的参数类型
处理过程 不分配内存,简单字符的置换 分配内存,先求得实参,再传递给形参
程序长度 会变长 不变
运行速度 不会占用运行时间 调用和返回会占用时间
支持递归 宏定义是不会支持递归的 函数支持递归

条件编译

条件编译的概念 1:一般情况下,源程序中所有的行都进行编译,但是有时希望对其中一部分内容满足一定条件下才进行编译,也就是对一部分内容指定编译条件,这就是条件编译

条件编译的优点 条件编译可以指定代码的一部分是被正常编译还是被完全忽略 条件编译有利于提升程序的可移植性,增强程序 的灵活性

条件编译的相关语法 条件编译语法一:

#ifdef 标识符(宏名) //或者#if define(标识符) 程序段1 #else 程序段2 #endif实例代码:防止多重包含的问题产生#define HELLO "helloworld"#ifdef HELLO #define HI "welcome"#endif

条件编译语法二:

#ifndef 标识符(宏名) //或#if !define(标识符) 程序段1 #else 程序段2 #endif 实例: #ifndef __HELLO_H__ #define __HELLO_H__ void out(); #else //程序段2 #endif

条件编译语法三:

#if(常量表达式) 程序段1 #elif(常量表达式2) 程序段2 #else 程序段3 #endif实例代码: #define C1 0 #define C2 0 #define C3 1 #if(C1) #include "c1.h" #elif(C2) #include "c2.h" #elif(C3) #include "c3.h" #else #include "c.h" #endif

文件包含

文件包含的概念 文件包含是C预处理程序的另一个重要的功能,被包含的文件名字必须使用双引号”“(自定义头文件),或者<>(标准库文件)括起来,

文件包含的语法:

#include <文件名>或者#include "文件名"

文件包含的功能: 一个源文件可以将另外一个源文件的内容包含进来,从而把指定的文件和当前的源文件连成一个源文件

文件包含的处理过程: 在预处理的时候,用被包含文件的内容取代该文件包含指令,再对包含后的文件作一个源文件编译

文件包含的搜索方式

#include<文件名>若指定文件目录(如include)则会从指定目录中去进行查找,否则就会按照标准的方式进行查找如:(gcc -o bin/hello -Iinclude src/hello)标准方式:从系统标准文件所在的目录中去寻找要包含的文件linux下:/usr/include或者/usr/lib中主要存放的是标准库文件#include "文件名"先从存放C源文件的目录中查找,然后从指定的目录中去查找,最后再从C语言的标准库文件中去查找

重要:文件的多重包含问题

概念:同一个文件被包含了多次

结果:多重包含可能会出现重复定义的编译错误

解决方式:使用条件编译(只能是一个源文件中去解决)来防止多重包含,凡是在头文件前后,用条件编译去编译

如标准头文件的写法:#ifndef __HEADER_NAME_H__#define __HEADER_NAME_H__ #include "headername.h"//其他的代码#endif

如果在多个源文件中进行多重包含的话,使用多重包含的话是解决不了的。需要检查。

建议注意: 在头文件中尽量不要去定义一些全局变量,可以在源文件中去定义,用extern去修饰,将变量的作用于释放带整个程序

预处理操作符和预定义宏 预处理操作符号:#和##

C语言中有两个预处理操作符号#和##,它可以在#define中使用 操作符号#通常成为字符串化的操作符号,它把其后的串变成用双引号包围的串 如:#define PRINT(FORMAT,VALUE) printf("the value of" #value "is" FORMAT "/n",VALUE) PRINT("%d",x+3); 连接操作符号##可以把两个独立的字符串链接成一个字符串 如: #define ADD_TO_SUM(sum_number,value) sum##sum_number +=value ADD_TO_SUM(5,25);

预定义宏和其他指令:

__FILE__ 进行编译的源文件名称__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__fun__当前所在的函数名称其他预处理#error 自定义输出的错误,是不能链接生成可执行文件的#line 设置当前的文件从哪一行开始计算 #line 100 "hello.c"#pragma 字节对齐预处理指令 #pragma message("helloworld");----->输出提示相关信息

以上是个人在学习过程中所做的一些总结性东西,如有不对的地方,希望可以及时指出,欢迎继续访问。


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