C語言預處理的相關知識

導語：在C語言編譯的時候，會經歷以下幾個步驟：預處理，編譯，彙編，鏈接，然後生成可執行文件。整個過程是一連串動作完成的。而預處理階段呢，也是在最先執行的一個步驟。相對來説，也是比較重要的一個步驟。那麼C語言預處理的相關知識呢?一起來學習下吧：

概念： 以“#”號開頭的預處理指令如包含#include,宏定義制定#define等，在源程序中這些指令都放在函數之外，而且一般放在源文件的前面 ，所謂預處理其實就是在編譯的第一遍掃描之前的所作的工作，預處理是c語言的一個重要的功能，它由預處理程序單獨完成，當對一個源文件進行編譯時，系統自動引用預處理程序，預處理在 源代碼編譯之前對其進行的一些文本性質的操作，對源程序編譯之前做一些處理，生成擴展的C源程序

　預處理階段做了任務：

1:將頭文件中的內容(源文件之外的文件)插入到源文件中

2:進行了宏替換的過程，定義和替換了由#define指令定義的符號

3:刪除掉註釋的過程，註釋是不會帶入到編譯階段

4:條件編譯

　　預處理指令：

gcc -E bin/helloworld.i src/helloworld.c

預處理生成的是.i的文本文件，這個文本文件是可以直接通過cat命令進行文本文件查看的

　宏定義

在C語言中允許用一個標識符來表示一個字符串;稱為宏，在預處理時，對程序的宏進行替換,其中宏定義是由源程序中的#define來完成 ，而宏的替換，主要是由預處理程序完成的

#define PI 3.1415

　　宏定義的規則：

#表示一條預處理的指令，以#開頭的均是預處理指令

#define是宏定義的指令，標識符是所定義的宏名

宏名一般都是大寫的字母表示，以便和變量名區別

宏定義其實並不是C語言的'語句，所以後面是不用去加;號

宏體可以是常數，表達式，格式化字符串等，為表達式的時候應該用括號闊起來

宏替換不分配內存空間，也不做正確性的檢查

宏的範圍是從定義後到本源文件的結束，但是可以通過#undef來進行提前取消

宏定義分為有參宏定義和無參宏定義：

無參宏定義:

語法：

#define 標識符(宏名)[字符串]

宏體可缺省：

#define YES 1

#define NO 0

#define OUT printf("Hello world")

#define WIDTH 80

#define LENGTH (WIDTH+40)

宏的移除語法

#undef 宏名

功能：刪除前面定義的宏

事例：

#undef PI

#undef OUT

#undef YES

#undef NO

帶參宏定義:

帶參宏定義的語法結構

#define 宏名(形參列表) 字符串(宏體)

帶參數宏定義調用：

宏名(實參表);

C語言中允許宏帶有參數，在宏定義的參數中稱為形式參數，形式參數不分配內存單元，沒有類型定義;

#define S(a,b) a*b;

area = S(3,2);

宏展開 area = 3 * 2;

注意事項：

帶參數宏定義中，宏名和形式參數列表之間不能有空格出現。如

#define MAX (a,b) (a>b)?a:b

此時MAX為無參的宏定義，宏體為(a,b) (a>b)?a:b

#define MAX(a,b) (a>b)?a:b

宏定義中，形參是一個標識符，而宏調用的參數可以是一個表達式

宏體內的形參通常要括號闊起來

#define POWER(x) ((x)*(x))

條件編譯

條件編譯的概念

1:一般情況下，源程序中所有的行都進行編譯，但是有時希望對其中一部分內容滿足一定條件下才進行編譯，也就是對一部分內容指定編譯條件，這就是條件編譯

條件編譯的優點

條件編譯可以指定代碼的一部分是被正常編譯還是被完全忽略

條件編譯有利於提升程序的可移植性，增強程序 的靈活性

條件編譯的相關語法

條件編譯語法一：

#ifdef 標識符(宏名) //或者#if define(標識符)

程序段1

#else

程序段2

#endif

實例代碼：防止多重包含的問題產生

#define HELLO "helloworld"

#ifdef HELLO

#define HI "welcome"

#endif

條件編譯語法二：

#ifndef 標識符(宏名) //或#if !define(標識符)

程序段1

#else

程序段2

#endif

實例：

#ifndef __HELLO_H__

#define __HELLO_H__

void out();

#else

//程序段2

#endif

條件編譯語法三：

#if(常量表達式)

程序段1

#elif(常量表達式2)

程序段2

#else

程序段3

#endif

實例代碼：

#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預處理程序的另一個重要的功能，被包含的文件名字必須使用雙引號”“(自定義頭文件)，或者<>(標準庫文件)括起來，

文件包含的語法：

#include <文件名>

或者

#include "文件名"

文件包含的功能：

一個源文件可以將另外一個源文件的內容包含進來，從而把指定的文件和當前的源文件連成一個源文件

文件包含的處理過程：

在預處理的時候，用被包含文件的內容取代該文件包含指令，再對包含後的文件作一個源文件編譯

文件包含的搜索方式

#include<文件名>

若指定文件目錄(如include)則會從指定目錄中去進行查找，否則就會按照標準的方式進行查找

如：(gcc -o bin/hello -Iinclude src/hello)

標準方式：從系統標準文件所在的目錄中去尋找要包含的文件

linux下:/usr/include或者/usr/lib中主要存放的是標準庫文件

#include "文件名"

先從存放C源文件的目錄中查找，然後從指定的目錄中去查找，最後再從C語言的標準庫文件中去查找

重要:文件的多重包含問題

概念：同一個文件被包含了多次

結果：多重包含可能會出現重複定義的編譯錯誤

解決方式：使用條件編譯(只能是一個源文件中去解決)來防止多重包含,凡是在頭文件前後，用條件編譯去編譯

如標準頭文件的寫法：

#ifndef __HEADER_NAME_H__

#define __HEADER_NAME_H__

#include "headername.h"

//其他的代碼

#endif

如果在多個源文件中進行多重包含的話，使用多重包含的話是解決不了的。需要檢查。

建議注意：

在頭文件中儘量不要去定義一些全局變量，可以在源文件中去定義，用extern去修飾，將變量的作用於釋放帶整個程序

預處理操作符和預定義宏

預處理操作符號：#和##

C語言中有兩個預處理操作符號#和##，它可以在#define中使用

操作符號#通常成為字符串化的操作符號，它把其後的串變成用雙引號包圍的串

如：#define PRINT(FORMAT,VALUE) printf("the value of" #value "is" FORMAT "",VALUE)

PRINT("%d",x+3);

連接操作符號##可以把兩個獨立的字符串鏈接成一個字符串

如：

#define ADD_TO_SUM(sum_number,value) sum##sum_number +=value

ADD_TO_SUM(5,25);

預定義宏和其他指令：

__FILE__ 進行編譯的源文件名稱

__LINE__ 文件當前的行號

__DATE__文件被編譯的日期

__TIME__文件被編譯的時間

__fun__當前所在的函數名稱

其他預處理

#error 自定義輸出的錯誤，是不能鏈接生成可執行文件的

#line 設置當前的文件從哪一行開始計算

#line 100 "hello.c"

#pragma 字節對齊預處理指令

#pragma message("helloworld");----->輸出提示相關信息

以上是個人在學習過程中所做的一些總結性東西，如有不對的地方，希望可以及時指出，歡迎繼續訪問。