执行过程分为两个阶段:编译阶段和执行阶段。若干个源文件经过编译之后生成若干个目标文件。经过链接器把目标文件和所需要的库函数链接起来,生成可执行程序。
- 组成一个程序的每个源文件通过编译过程分别转换成目标代码(object code)。
- 每个目标文件由链接器(linker)捆绑在一起,形成一个单一而完整的可执行程序。
- 链接器同时也会引入标准C函数库中任何被该程序所用到的函数,而且它可以搜索程序员个人的程序库,将其需要的函数也链接到程序中。
编译阶段又细分为:预处理阶段、编译阶段、汇编阶段。
预处理阶段:主要是完成头文件包含、定义符号替换、注释删除等工作,.c文件转化成.i文件。
编译阶段:完成语法分析、词法分析、语义分析、符号汇总(符号汇总只汇总全局符号),生成汇编代码,将.i文件变成.s文件。
汇编阶段:将汇编指令转化成二进制代码,主要做的工作是生成符号表(各个文件自己的全局变量名的地址),供链接器链接。将.s文件转化成.o文件。
链接阶段:合并段表,符号表的合并和重定位,这样各个文件因为符号表的存在,就能链接起来。将.o文件转化成.exe文件。
有了.exe文件后,CPU就可以按照指令的顺序一条一条的往下执行了。这里不过多赘述。
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
这些预定义符号都是语言内置的,示例:
语法:
#define name stuff
示例:
#define MAX 1000
#define reg register //为 register这个关键字,创建一个简短的名字
#define do_forever for(;;) //用更形象的符号来替换一种实现
#define CASE break;case //在写case语句的时候自动把 break写上。
// 如果定义的 stuff过长,可以分成几行写,除了最后一行外,每行的后面都加一个反斜杠(续行符)。
#define DEBUG_PRINT printf("file:%s\tline:%d\t \
date:%s\ttime:%s\n" ,\
__FILE__,__LINE__ , \
__DATE__,__TIME__ )
在最后最好不要加;防止出错
#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)。
声明方式:#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。
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。
为了防止宏定义时出错,要尽可能的多用括号。如下图:
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。
如下示例:MAX先被替换,接着DOUBLE再被替换
注意:1. 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。
2. 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。
对于第二句如下示例:字符串中的N,就没有被替换掉。
由下面代码可知:字符串具有自动连接的特点。
于是就有这样的代码:简化书写代码复杂性。
#define PRINT(FORMAT, VALUE)\
printf("the value is "FORMAT"\n", VALUE);
...
PRINT("%d", 10);
#的作用:
下图代码中的#VALUE会被预处理成"VALUE"
##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。
如下图:##拼成了一个新的变量名。
属性 | #define定义宏 | 函数 |
---|---|---|
代码长度 | 每次使用时,宏代码都会被插入到程序中。除了非常小的宏之外,程序的长度会大幅度增长 | 函数代码只出现于一个地方;每次使用这个函数时,都调用那个地方的同一份代码 |
执行速度 | 更快 | 存在函数的调用和返回的额外开销,所以相对慢一些 |
操作符优先级 | 宏参数的求值是在所有周围表达式的上下文环境里,除非加上括号,否则邻近操作符的优先级可能会产生不可预料的后果,所以建议宏在书写的时候多些括号。 | 函数参数只在函数调用的时候求值一次,它的结果值传递给函数。表达式的求值结果更容易预测。 |
带有副作用的参数 | 参数可能被替换到宏体中的多个位置,所以带有副作用的参数求值可能会产生不可预料的结果。 | 函数参数只在传参的时候求值一次,结果更容易控制。 |
参数类型 | 宏的参数与类型无关,只要对参数的操作是合法的,它就可以使用于任何参数类型。 | 函数的参数是与类型有关的,如果参数的类型不同,就需要不同的函数,即使他们执行的任务是相同的。 |
调试 | 不方便 | 可以逐语句调试 |
递归 | 不能递归 | 可以递归 |
为了方便程序员区分宏和函数:
把宏名全部大写
函数名不要全部大写
这条指令用于移除一个宏定义。
#undef NAME
//如果现存的一个名字需要被重新定义,那么它的旧名字首先要被移除。
如下示例:移除后,编译器不再认识ARR
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。)
#include <stdio.h>
int main()
{
int array [ARRAY_SIZE];
int i = 0;
for(i = 0; i< ARRAY_SIZE; i ++)
{
array[i] = i;
}
for(i = 0; i< ARRAY_SIZE; i ++)
{
printf("%d " ,array[i]);
}
printf("\n" );
return 0;
}
//linux 环境演示
gcc -D ARRAY_SIZE=10 programe.c
在linux下完成上述操作,即可完成编译
相当于if else 语句,满足条件编译,不满足不编译。
如下示例:只有一条语句执行。
各种使用格式如下:
1.
#if 常量表达式
//...
#endif
//常量表达式由预处理器求值。
如:
#define __DEBUG__ 1
#if __DEBUG__
//..
#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
4.嵌套指令
#if defined(OS_UNIX)
#ifdef OPTION1
unix_version_option1();
#endif
#ifdef OPTION2
unix_version_option2();
#endif
#elif defined(OS_MSDOS)
#ifdef OPTION2
msdos_version_option2();
#endif
#endif
本地包含:
#include “filename”
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 <filename.h>
查找头文件直接去标准路径下去查找,如果找不到就提示编译错误
为了防止头文件被重复的包含编译,我们有如下解决策略:
在每个头文件的开头都写:意思是如果__TEST_H__被定义了,就不编译。
#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//头文件的内容
#endif //__TEST_H__
或者写:
#pragma once
这样也防止重复编译。
为了防止不必要的麻烦,如果可以,请不要在.h文件中#include任何文件,尽量在.c/.cpp里面包含,.h文件中仅仅是声明。
原因参考该链接:借鉴地址
以上是预处理相关知识介绍,如有问题,恳请大佬指点
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