Android NDK开发之旅--C语言--预编译

前言

C执行过程
1、编译：形成目标代码
2、链接：将目标代码与C的函数库相链接，合并代码，生成可执行文件。
3、运行

示例：

Test.txt

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printf("I love coding\n");

main.c

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

 int main(){
     //预编译:为了编译做准备，将文件的完整代码直接拷贝过来（替换）
     //在编译之前,做一些事情
     //#include "Test.txt" 等价于 printf("I have a Dream.");
     #include "Test.txt"
     getchar();
     return 0;
 }

结果输出：

I love coding

C 预处理器

C 预处理器不是编译器的组成部分，但是它是编译过程中一个单独的步骤。简言之，C 预处理器只不过是一个文本替换工具而已，它们会指示编译器在实际编译之前完成所需的预处理。我们将把 C 预处理器（C Preprocessor）简写为 CPP。
所有的预处理器命令都是以井号（#）开头。它必须是第一个非空字符，为了增强可读性，预处理器指令应从第一列开始。下面列出了所有重要的预处理器指令：

指令	描述
#define	定义宏
#include	包含一个源代码文件
#undef	取消已定义的宏
#ifdef	如果宏已经定义，则返回真
#ifndef	如果宏没有定义，则返回真
#if	如果给定条件为真，则编译下面代码
#else #if	的替代方案
#elif	如果前面的 #if 给定条件不为真，当前条件为真，则编译下面代码
#endif	结束一个 #if……#else 条件编译块
#error	当遇到标准错误时，输出错误消息
#pragma	使用标准化方法，向编译器发布特殊的命令到编译器中

宏定义、宏替换

1、定义标识

(1)、例如通过判断一些标识是否定义来判断是否支持某种语法、平台等等：

//表示支持C++语法

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#ifdef __cplusplus

#endif // __cplusplus

//表示支持Android、Windows、苹果平台等等

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#ifdef ANDROID

#endif // ANDROID

(2)、防止头文件重复引入：

举个例子，我们有三个文件a.h、b.h、Test.cpp，分别如下：

这是a.h：

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#include "b.h"

void a();

这是b.h：

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#include "a.h"

void b();

最后Test.cpp里面引用了a.h

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#include "a.h"

这样，当Test包含a的时候，a又会去包含b，b又会包含a，这样就会造成循环包含。类似于Hibernate里面的SQL循环引用。最终会报如下错误：

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fatal error C1014: 包含文件太多 : 深度 = 1024

通过宏定义判断就可以解决这个问题：
A.h

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#ifndef AH //如果没有定AH 就只执行后面语句 ，如果定义就不执行后面语句防止多次include ，引入头文件
#define AH
#include "B.h"
void printfA();

#endif

B.h

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#ifndef BH
#define BH
#include "A.h"
void printfB();

#endif

另外，新版本可通过#pragma once语句解决这个问题。

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//该头文件只被包含一次，编译器自动处理循环包含问题
#pragma once
#include "B.h"

2.定义常数(便于修改和阅读)

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#define MAX 100

void main(){
    int i = 100;
    if (i == MAX){
        printf("哈哈");
    }
    getchar();
}

3、定义“宏函数”。

实质上就是一个替换的过程。

示例：

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define GET_MIN(A,B) A < B ? A : B

 int main(){
     int a = 100;
     int b = 200;
     int c = GET_MIN(100, 200);
     printf("最小值: %d\n", c);
     getchar();
     return 0;
 }

结果输出：

最小值: 100

Android中LOG简化示例：

C语言宏函数打印语句简单使用：

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#define LOG(FORMAT,...) printf(FORMAT,__VA_ARGS__);

... 三个点表示可变参数与__VA_ARGS__ 对应
LOG会有级别，于是进一步升级：

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#define LOG_I(FORMAT,...) printf("INFO:"); printf(##FORMAT,__VA_ARGS__);
#define LOG_E(FORMAT,...) printf("ERROR:"); printf(##FORMAT,__VA_ARGS__);

进一步简化重复代码，重复LEVEL日志级别：

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#define LOG(LEVEL,FORMAT,...) printf(LEVEL);printf(##FORMAT,__VA_ARGS__);
#define LOG_I(FORMAT,...)LOG("INFO:",FORMAT,__VA_ARGS__);
#define LOG_E(FORMAT,...)LOG("ERROR:",FORMAT,__VA_ARGS__);
#define LOG_D(FORMAT,...)LOG("DEBUG:",FORMAT,__VA_ARGS__);

在Android JNI开发的时候，我们打印一句日志是通过__android_log_print函数来实现的

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__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "FFmpeg", "%s", "fix");

同理，实际使用通过宏定义简化代码：

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#define LOGI(FORMAT,...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,"FFmpeg",FORMAT,##__VA_ARGS__);
LOGI("%s","fix");

预定义宏

ANSI C 定义了许多宏。在编程中您可以使用这些宏，但是不能直接修改这些预定义的宏。

宏	描述
__ DAT__	当前日期，一个以 "MMM DD YYYY" 格式表示的字符常量。
__ TIME__	当前时间，一个以 "HH:MM:SS" 格式表示的字符常量。
__ FILE__	这会包含当前文件名，一个字符串常量。
__ LINE__	这会包含当前行号，一个十进制常量。
__ STDC__	当编译器以 ANSI 标准编译时，则定义为 1。

让我们来尝试下面的实例：

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#include <stdio.h>

main()
{
   printf("File :%s\n", __FILE__ );
   printf("Date :%s\n", __DATE__ );
   printf("Time :%s\n", __TIME__ );
   printf("Line :%d\n", __LINE__ );
   printf("ANSI :%d\n", __STDC__ );

}

当上面的代码（在文件 test.c 中）被编译和执行时，它会产生下列结果：

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File :test.c
Date :Jun 2 2012
Time :03:36:24
Line :8
ANSI :1

预处理器运算符

C 预处理器提供了下列的运算符来帮助您创建宏：
宏延续运算符（\）
一个宏通常写在一个单行上。但是如果宏太长，一个单行容纳不下，则使用宏延续运算符（\）。例如：

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#define  message_for(a, b)  \
    printf(#a " and " #b ": We love you!\n")

字符串常量化运算符#

在宏定义中，当需要把一个宏的参数转换为字符串常量时，则使用字符串常量化运算符#。在宏中使用的该运算符有一个特定的参数或参数列表。例如：

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#include <stdio.h>

#define  message_for(a, b)  \
    printf(#a " and " #b ": We love you!\n")

int main(void)
{
   message_for(Carole, Debra);
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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Carole and Debra: We love you!

标记粘贴运算符##

宏定义内的标记粘贴运算符##会合并两个参数。它允许在宏定义中两个独立的标记被合并为一个标记。

示例1

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#include <stdio.h>

#define tokenpaster(n) printf ("token" #n " = %d", token##n)

int main(void)
{
   int token34 = 40;
   
   tokenpaster(34);
   return 0;
}

结果输出：

token34 = 40

因为这个示例会从编译器产生下列的实际输出：

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printf ("token34 = %d", token34);

这个示例演示了 token##n 会连接到token34 中，在这里，我们使用了字符串常量化运算符#和标记粘贴运算符##。

示例2

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 #include <stdio.h>
 //方法名很长(方法名称有规律)
  int com_haocai_ndk_get_min(int a,int b){
      return a < b ? a : b;
  }

  int com_haocai_ndk_get_max(int a,int b){
      return a > b ? a : b;
  }
  //语法规范
  // #define 标示名(方法名,A,B) com_tz_ndk_get_##NAME(A,B)
  #define call(NAME,A,B) com_haocai_ndk_get_##NAME(A,B)

  int main(){
      int c = call(min,100,200);
      printf("最小值:%d\n",c);
      int d = call(max,100,200);
      printf("最大值:%d\n",d);
      getchar();
      return 0;
  }

结果输出：

最小值:100
最大值:200

defined() 运算符

预处理器 defined 运算符是用在常量表达式中的，用来确定一个标识符是否已经使用 #define定义过。如果指定的标识符已定义，则值为真（非零）。如果指定的标识符未定义，则值为假（零）。下面的实例演示了 defined() 运算符的用法：

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#include <stdio.h>

#if !defined (MESSAGE)
   #define MESSAGE "You wish!"
#endif

int main(void)
{
   printf("Here is the message: %s\n", MESSAGE);  
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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Here is the message: You wish!

参数化的宏

CPP 一个强大的功能是可以使用参数化的宏来模拟函数。例如，下面的代码是计算一个数的平方：

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int square(int x) {
   return x * x;
}

我们可以使用宏重写上面的代码，如下：

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#define square(x) ((x) * (x))

在使用带有参数的宏之前，必须使用 #define 指令定义。参数列表是括在圆括号内，且必须紧跟在宏名称的后边。宏名称和左圆括号之间不允许有空格。例如：

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#include <stdio.h>

#define MAX(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y))

int main(void)
{
   printf("Max between 20 and 10 is %d\n", MAX(10, 20));  
   return 0;
}.

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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Max between 20 and 10 is 20