【C语言】程序环境和预处理

程序环境：

1、C语言的任何一种实现，存在两个不同的环境；

2、翻译环境：将源代码转换成可执行的二进制指令（机器指令）；.c文件（源文件——文本信息的代码）->（翻译环境）->.exe文件（可执行文件）；

2、运行环境：实现可执行文件，执行到我们想要的结果；

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翻译环境：

1、编译：

定义：

依赖于编译器（vs中的编译器叫做：cl.exe），编译器只有一个；源文件通过编译器编译生成目标文件（目标文件已经是二进制的了）；

1、预编译（预处理）：

进行文本操作的处理（增、删、改），还是我们所写的C语言代码，生成.i文件；

• 将代码中的注释替换成了空格；
• 头文件的包含；
• #开头的都是预处理指令，所有的预处理指令都是在预处理阶段处理的；

2、编译：

把C语言代码翻译成了汇编代码，生成.s文件；

• 词法分析；语法分析；语义分析；符号汇总（专业术语）；

3、汇编：

将汇编代码翻译成二进制指令，生成目标文件；

• 生成符号表；

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2、链接：

定义：

依赖于连接器（vs中的链接器叫做：link.exe），链接库和目标文件通过连接器形成可执行文件/程序；多个目标文件可以一起链接；

目标文件：windows环境下的目标文件后缀是：.obj；Linux环境下生成的目标文件后缀是：.o；

链接：

链接目标文件和链接库生成可执行程序（二进制的程序）；

• 合并段表；
• 符号表的合并和重定位；

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 运行环境：

1、程序必须载入到内存中，一般在有操作系统的环境下完成；

2、找到main函数开始运行；

3、开始执行程序代码，使用一个运行时堆栈（函数栈帧空间），存储函数的局部变量和返回地址。程序还可以使用静态内存、存储在静态内存中的变量，在程序执行过程中一直保留这些静态变量的值；

4、终止程序，结束main函数的运行；

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 图示编译链接：

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 书本推荐：

程序员的自我修养

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预处理

预定义符号：

__FILE__ // 当前编译的文件

__LINE__// 当前编译的行号

__DATE__// 当前编译的日期

__TIME__// 当前编译的时间

__FUNCTION__// 当前编译的函数

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#define定义标识符

1、定义的标识符只会替换，不会进行计算；

2、#define定义的标识符在预处理阶段，这些标识符将会被替换；

3、#dedine定义的内容可以是多种多样的；

4、#define定义符号的最后不加分号，因为在替换的时候，如果加了分号后会把分号也替换进去；

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 #define定义宏

1、允许把参数替换到文本中；

2、看代码会更容易理解；

// #define定义宏
#define a(n) (4 + 2)*(n)
// 参数括号必须紧挨a，如果加了空格隔开，将会当做替换部分；
// 需要将括号加上；
int main()
{
	int z = 0;
	z = 2 * (2 + a(4 + 1)); // a(4 + 1) -> a(5)
	// 2 * (2 + 6 * 5） = 64
	return 0;
}

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 #define替换规则

1、在调用宏时，先对参数进行检查，包含任何由#define定义的符号则首先被替换。

2、将宏定义的替换文本插入到原来文本的位置；

3、宏参数和#define定义中可以出现其他#define定义的变量；

4、宏不能出现递归；

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# 和 ## 的作用

# 和 ## 都是在宏内实现的；

1、#把一个宏参数转化为对应的字符串；

2、##可以将位于##两端的符号合成一个符号；

#代码：

#include <stdio.h>
#define PRINT_1(value, format) printf("相加的值为："format"\n", value)
#define PRINT_2(value, format) printf(""#value"相加的值为："format"\n", value)
// #可以将宏的参数转化为对应的字符串；
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	PRINT_1(a + b, "%d");
	PRINT_2(a + b, "%d");
	return 0;
}

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 带副作用的宏参数

• 比如就是将a++当做参数，因为a++是先使用后加加，这就是带有副作用的宏参数；

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宏和函数的对比

宏和函数的对比：

 总结：逻辑比较简单的使用宏，计算逻辑比较复杂的使用函数；

命令行定义：

• 允许在命令行编译的时候指定大小；

条件编译：

1、满足条件则编译，否则就不编译（等同于if、else if、else）

2、#if、#endif

#if 常量表达式 // 如果满足常量表达式，则执行下面编译

// 编译内容

#endif // 结束条件编译

3、#if、#elif、#else、#endif

#if 常量表达式 // 满足常量表达式，执行以下内容

#elif 常量表达式 // 满足常量表达式，执行以下内容

#else // 上面#elif常量表达式不满足，就执行这句以下的

#endif // 结束条件编译

4、判断是否被定义过

1、#if defined、#endif

#if defined (宏名)

// 内容 // 如果执行则定义了此宏

#endif // 结束判断

2、#ifdef、#endif

#ifdef 宏名

// 内容 // 执行则定义了此宏

#endif // 结束判断

3、#if !defined、#endif

#if !defined (宏名)

// 内容  // 如果执行，则表明未定义此宏

#endif // 结束判断

4、#ifndef、#endif

#ifndef 宏名

// 内容 // 如果执行，则表明未定义此宏

#endif // 结束判断

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头文件的包含方式

头文件的包含方式有两种，一种是本地文件的包含，另一种是库文件的包含；

1、本地文件就是自己创建的.h文件，使用的是双引号引起来；

2、库文件就是标准库中的、第三方的，使用尖括号进行括起来；

3、使用双引号，编译器找头文件，是先找源文件目录，未找到的则去库函数的头文件里找，再没找到就报错；

4、使用尖括号，编译器找头文件，查找头文件去标准路径下查找，未找到就报错；

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嵌套文件包含 

• #pragam once // 防止头文件重复引入
• ifndef/define/endif // 也是防止头文件的重复引入