1. 程序的翻译环境和执行环境

在 ANSI C 的任何一种实现中，存在两个不同的环境。

1. 翻译环境，在这个环境中源代码被转换成可执行的机器指令
2. 执行环境，它用于实际执行代码

2. 编译 + 链接概述

在我们写好代码并且 Ctrl + F5 会弹出一个黑框框，在我们的项目目录下会生成 .exe 可执行文件，我们现在要了解的就是这个东西是怎么被“造”出来的。

 

 2.1 翻译环境

我们大体上可以知道是，可执行文件是由编译、链接这两个部分组合产生。用文字阐述可以说：源文件(可以是多个)经过编译器编译产生目标文件，这些目标文件被送进链接库进行链接，从而产生可执行程序。

 

 

我们需要注意一个点，编译器的编译过程不止编译这一个环节。 也就是说，编译本身也可以分为几个阶段。

 

因为 Visual Studio 这些编译器是一个集成开发环境，所以不方便展示各个部分的详细内容。但是在以后学习 Linux 的过程中，我们回过头来是一定可以观察的。这里我就用文字阐述。

• 在预编译阶段，编译器会将头文件的内容、define 定义的文本替换都写入 .i 文件当中，并且删除注释。也就是说，预编译产生的 .i 文件里面写的 C 语言代码，是包括头文件的所有 C 语言代码。
• 编译阶段，从这个阶段开始，就要逐渐让计算机硬件能够识别我们的代码。所以这个阶段就会把 C 语言代码翻译成汇编语言代码。比如说我们有 int max = 10; ，那么编译阶段就会把 int 看成类型生成对应的汇编指令，max 是变量名，生成对应的汇编语句， = 是赋值符号，同样也会生成汇编语句，等等……这些汇编代码存放在 .s 文件中。
• 汇编，这里就是生成目标文件的步骤。这个阶段会对汇编代码进行更加细化的拆分，生成最原始的机器指令，即二进制指令。这些指令会被放在 .obj 文件当中(Linux 环境下为 .o 文件)，在 Linux 环境下可观察这些二进制指令，但我们的大脑会认为这些是乱码。

2.2 运行环境

程序的执行过程：

1. 程序必须载入内存中。在具有操作系统的环境中：一般这个由操作系统完成。在独立的环境中，程序的载入必须由手工安排(比如单片机中的烧写代码就需要借助电脑的操作系统)，也可能是通过可执行代码置入只读内存来完成。
2. 程序载入内存后，执行便开始，此时需要找到 main 函数并调用它。
3. 程序代码被执行后，这时程序将使用一个运行时堆栈(函数栈帧)，存储函数的局部变量和返回地址。程序同时也可以使用静态存储，存储于静态内存中的变量在程序的整个执行过程一直保留(全局变量)。 
4. 终止程序，可能是 main 函数正常结束，也可能是意外结束。

3. 预处理概述

3.1 预定义符号

我们可以了解一些预定义符号：

__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

 我们可以搭配文件操作使用他们。

#include 
 
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//格式化输出
	fprintf(pf, "file:%s line:%d date:%s time:%s\n", __FILE__, __LINE__, __DATE__, __TIME__);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
 
	return 0;
}

此时在项目目录下生成的 .txt 文件记录着我们想要的东西：

 

3.2 #define

3.2.1 #define 定义标识符

定义标识符非常简单，也就是常说的文本替换。

#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 PRINT printf("%s\n","#define 定义标识符")
 
#include 
 
int main()
{
	PRINT;
	return 0;
}

 需要注意的是，在我们定义标识符时，尽量不要在后面添加分号，因为在我们书写代码时会习惯自己加上分号，如果定义的标识符后有分号，可能会产生不易察觉的错误。

#define WHILE while(1);//这里添加了分号
#include 
#include 
int main()
{
	WHILE  //这里相当于 while(1);  循环执行了空语句，与程序本意不一致
	{
		printf("hello world!\n");
		Sleep(1000);
	}
	return 0;
}

 当然我们也可以使用这个功能来实现一些令人难以捉摸的骚操作，假设有一个程序员每次使用 swich 语句内的 case ，后面都要写 break，他觉得很麻烦，那么他便写出了这么一段代码：

#define CASE break;case
 
#include 
 
int main()
{
	int n = 3;
	switch (n)
	{
	case 1:
		CASE 2 :
			CASE 3 :
			printf("hello world!\n");
	CASE 4 :
		break;
	}
	return 0;
}