大话C语言：第24篇预处理

1 C语言编译流程

C语言的编译流程包括：

预编译：将.c 中的头文件展开、宏展开，生成的文件是.i 文件。gcc指令：gcc -E file.c -o file.i
编译：将预处理之后的.i 文件生成 .s 汇编文件。gcc指令：gcc -S file.i –o file.s
汇编：将.s 汇编文件生成.o 目标文件。gcc指令：gcc -c file.s -o file.o
链接：将.o 文件链接成目标文件。gcc -o file file.o

2 #include

#include<>//用尖括号包含头文件，在系统指定的路径下找头文件
#include "" //用双引号包含头文件，先在当前目录下找头文件，找不到，再到系统指定的路径下找。

注意：预处理只是对 include 等预处理操作进行处理并不会进行语法检查；这个阶段有语法错误也不会报错，编译阶段才进行语法检查。

3 #define

#define是用来定义宏，宏是在预编译的时候进行替换。#define包括：

3.1 不带参宏

语法格式：

#define 宏名 常量

例如，定义圆周率，#define PI 3.14，在预编译的时候如果代码中出现了 PI 就用 3.14 去替换。

#include <stdio.h>

#define PI 3.14

int main()
{
	printf("%lf\n",PI);

    return 0;
}

注意，

只要修改宏定义，其他地方在预编译的时候就会重新替换。
宏定义后边不要加分号。
宏定义的作用范围，从定义的地方到本文件末尾。

如果想在中间终止宏的定义范围，可以使用#undef。例如，终止刚定义的PI，#undef PI

#include <stdio.h>

#define PI 3.14

int main()
{
		printf("%lf\n",PI);

#undef PI

#define PI 3.1415

		printf("%lf\n",PI);
	
    return 0;
}

3.2 带参宏

语法格式：

// 表达式是由参数1至参数n构成
#define 宏名(参数1,参数2,...,参数n) 表达式

例如，两数相乘，#define Sum(num1, num2) num1*num2

#include <stdio.h>

#define Sum(num1, num2)  num1*num2

int main(int argc, char *argv[])
{
    int result = Sum(10,20);
    printf("result=%d\n", result);
    
    return 0;
}

实际上，带参数的宏只做简单的参数替换，上述案例中，Sum(10,20)，本质上，10*20；如果我们传入的Sum(10+6, 20)的话，宏展开后，10+6 * 20。

#include <stdio.h>

#define Sum(num1, num2)  num1*num2

int main(int argc, char *argv[])
{
    int result = Sum(10+6, 20);
    printf("result=%d\n", result);
    
    return 0;
}

要解决上述问题，最好的办法就是对每个参数单独使用()，改进一下上述代码

#include <stdio.h>

#define Sum(num1, num2)  (num1) * (num2)

int main(int argc, char *argv[])
{
    int result = Sum(10+6, 20);
    printf("result=%d\n", result);
    
    return 0;
}

注意，带参宏被调用多少次就会展开多少次，执行代码的时候没有函数调用的过程，不需要压栈弹栈。所以带参宏，是浪费了空间，因为被展开多次，节省时间。

4 选择性编译

选择性编译是指在编译过程中，根据特定的条件或环境的不同，选择性地让特定的代码语句有效或无效。这种编译方式允许开发者在不同的环境或配置下编译不同的代码，以实现灵活的程序控制和功能切换。

在C语言中，选择性编译通常通过预处理器指令来实现，如#ifdef、#ifndef、#else和#endif等。这些指令可以在预处理阶段根据是否定义了某个宏，来决定是否编译特定的代码段。例如，在开发环境中可能需要打印调试信息，而在生产环境中则不需要，通过选择性编译可以在生产环境中排除这些打印语句，以提高程序的运行效率。

选择性编译的主要作用是防止头文件重复定义和代码编译冗余，从而确保程序的正确性和效率。同时，它也使程序更加灵活和可配置，可以根据不同的需求和环境进行定制。

4.1 #ifdef

语法格式：

#ifdef XXX
	// 功能代码1
#else
	// 功能代码2
#endif

如果已经定义过 XXX（建议取有意义名字），就编译功能代码1，否则编译功能代码1。

#include <stdio.h>

#define LANG

int main(int argc, char *argv[])
{
    #ifdef LANG
    	printf("hello world!!\n");
    #else
    	printf("世界，你好！\n");
    #endif
    
    return 0;
}

4.2 #ifndef

语法格式：

#ifndef XXX
	// 功能代码1
#else
	// 功能代码2
#endif

这种方式是和第一种互补，例如

#include <stdio.h>

// #define LANG

int main(int argc, char *argv[])
{
    #ifdef LANG
    	printf("hello world!!\n");
    #else
    	printf("世界，你好！\n");
    #endif
    
    return 0;
}

4.3 #if

语法格式：

#if 表达式
	// 功能代码1
#else
	// 功能代码2
#endif

如果表达式为真，编译功能代码1，否则编译功能代码2。例如

#define DEBUG 1  
  
int main() 
{  
#if DEBUG  
    // 功能代码1: 调试用的代码  
    printf("调试代码.\n");  
#else  
    // 功能代码2: 不包含调试的代码  
    printf("关闭调试代码.\n");  
#endif  
    
    return 0;  
}

注意，如果DEBUG定义为0，表达式为假（false），执行#else。