程序环境和预处理
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。
第1种是翻译环境，在这个环境中源代码被转换为可执行的机器指令。
第2种是执行环境，它用于实际执行代码。
翻译环境
每个源文件先各自通过编译器编译成目标文件（.obj）然后在和链接库在连接器下成为一个个执行程序（.exe）
例如我之前完成的通讯录中有
contact.c和test.c两个源文件，在编译阶段是各自进行的
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
编译本身也分为几个阶段
运行环境
程序执行的过程：
- 程序必须载入内存中。在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，也可能是通过可执行代码置入只读内存来完成。
- 程序的执行便开始。接着便调用main函数。
- 开始执行程序代码。这个时候程序将使用一个运行时堆栈（stack），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（static）内存，存储于静态内存中的变量在程序的整个执行过程
一直保留他们的值。 - 终止程序。正常终止main函数；也有可能是意外终止。
预处理
预处理符号
__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
__STDC__ //如果编译器遵循ANSI C，其值为1，否则未定义
这些符号都是c语言内置的 可直接使用
例如
printf("file:%s line:%d\n", __FILE__, __LINE__);
define
define定义标识符
相信define大家都不陌生
//语法：
#define name stuff
#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__ )
在使用define时 一般后面不加分号
#define MAX 1000;
int main()
{
int max = 0;
int a = 1, b = 2;
if (b > a)
max = MAX;
else
max = 0;
}
//这段代码正常来说应该通过将MAX的值传给max
//但是在define定义常量时 多加了分号
//在于编译阶段 将define定义的常量直接替换成
if (b > a)
max = 1000;;
else
max = 0;
//这里表示max=1000;这条语句后面还有一个空语句
//即if后有两条语句 且没加大括号 不合法
define定义宏
#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）。
//语法
#define name( parament-list ) stuff
注意：
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
注意
看下面一段代码
#include<stdio.h>
#define SQUARE(X) X*X
int main()
{
printf("%d", SQUARE(5 + 1));
return;
}
//这里我们定义了一个宏来求一个数的平方
//这里本意是想求(5+1)这个整体的平方
//但是define定义的宏和函数不同 是在预处理阶段直接替换
//即变成了printf("%d", 5+1*5+1); 结果是11
解决办法是给每个参数都带上括号 调整计算的优先级
#include<stdio.h>
#define SQUARE(X) ((X)*(X))
int main()
{
printf("%d", SQUARE(5 + 1));
return;
}
注意
这里不仅要给每个参数加括号 还要整体加括号防止出现以下情况
#include<stdio.h>
#define DOUBLE(x) (x)+(x)
int main()
{
printf("%d", 5*DOUBLE(5+1));
return;
}
//这里本意是求(5+1)的二倍再乘5结果是30
//但是经过替换成
printf("%d", 5*(5+1)+(5+1));
//结果是36 所以要整体也加括号
提示：
所以用于对数值表达式进行求值的宏定义都应该用这种方式加上括号，避免在使用宏时由于参数中 的操作符或邻近操作符之间不可预料的相互作用。
#define 替换规则
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。
注意：
- 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。
- 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。
#和##
首先我们看看这样的代码：
#include<stdio.h>
int main()
{
char* p = "hello ""world\n";
printf("hello"" world\n");
printf("%s", p);
return 0;
}
我们发现字符串是有自动连接的特点的。
看下面这段代码
#define PRINT(x) printf("the value a is %d\n", x);
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 5;
int b = 10;
PRINT(a);
PRINT(b);
return 0;
//这里我们define定义了一个宏 用来打印
//但是有一个问题是这样代码只能针对a来打印，如果想打印b就得再次定义一个宏
这时我们就可以用#
#define PRINT(x) printf("the value "#x" is %d\n", x);
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 5;
int b = 10;
PRINT(a);
PRINT(b);
return 0;
}
//将一个宏参数转化为字符串的形式
##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。
举例
#include<stdio.h>
#define ADD_TO_SUM(num, value) sum##num += value;
//将sum和num组合在一起成为一个新符号
int main()
{
int sum5 = 0;
ADD_TO_SUM(5, 10);//作用是：给sum5增加10.
printf("%d", sum5);
return 0;
}
undef
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。
条件编译
在编译一个程序的时候我们如果要将一条语句（一组语句）编译或者放弃是很方便的。因为我们有条件
编译指令。
#include <stdio.h>
#define __DEBUG__
int main()
{
int i = 0;
int arr[10] = { 0 };
for (i = 0; i < 10; i++)
{
arr[i] = i;
#ifdef __DEBUG__//如果定义了__DEBUG__在执行下面的语句
printf("%d\n", arr[i]);//为了观察数组是否赋值成功。
#endif //__DEBUG__
}
return 0;
}
文件包含
我们已经知道， #include 指令可以使另外一个文件被编译。就像它实际出现于 #include 指令的地方
一样。
这种替换的方式很简单：
预处理器先删除这条指令，并用包含文件的内容替换。
这样一个源文件被包含10次，那就实际被编译10次。
本地文件包含
#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。
这样是不是可以说，对于库文件也可以使用 “” 的形式包含？
答案是肯定的，可以。
但是这样做查找的效率就低些，当然这样也不容易区分是库文件还是本地文件了。
