程序的编译

程序环境及预处理

翻译环境和执行环境

ANSI C中存在两种环境

1. 翻译环境：源代码转化为可执行的机器指令。
2. 执行环境：实际执行代码。

编译+链接

• 程序的每一个源文件通过编译转化成目标代码(.obj)。

• 每个目标文件通过链接器之后，组合在一起，形成可执行程序。

编译：包括预编译，编译，汇编

预编译/预处理(.c->.i)

1. 头文件的包含
2. #define定义符号的替换
3. 注释的删除

编译(.i->.s) C语言代码转换成汇编代码

1. 语法分析
2. 词法分析
3. 语义分析
4. 符号汇总

汇编(.s->.o) 汇编代码转换成二进制指令

• 形成符号表

链接 (.o+链接库->.exe)(linux环境下是.elf)

1. 合并段表
2. 符号表的合并和重定位

预定义有关知识

预定义符号

__FILE__     //源文件
__LINE__     //行号
__DATE__     //编译日期
__TIME__     //编译时间
__STDC__     //遵循ANSI C，值为1（gcc, clang）

#define定义的标识符

特点：不占用内存，是一个临时的符号，预编译之后这个符号就不存在了。

举例

语法形式：
#define name stuff

#define M 10
#define unsinged int size_t
#define FOR_CYCLE for(;;)
#define CASE break;case
    
//stuff过长，可以分行书写，除最后一行外，每行后面需要加续行符（\）
#define DEBUG_PRINT print("file:%s\tline:%d\t \ date:%s\ttime:%s\n", \ __FILE__, __LINE__, \ __DATE__, __TIME__)

#define定义的标识符的时候，最后最好不要加上;，因为我们一条语句是以分号结尾的，一般情况下，多加的分号会被当成空语句来处理；但是特殊情况下，会导致程序出错。

#define定义的宏

把参数替换到文本中区，这种实现方式称为宏。

声明方式

#define name(parament-list) stuff

这里需要注意的是

1. name必须要和左括号在一起，否则就变成了#define定义的标识符。

2. 为了保证运算是按照初设的意愿进行的，必须得在宏定义和宏定义表达式两边加上一对括号。

例如

#define SQUARE(x) ((x)*(x))
#define DOUBLE(x) ((x)+(x))

#define定义符号和宏涉及到的规则

1. 调用宏时，先对参数进行检查，如果有#define定义的符号，先被替换。
2. 替换的文本插入到程序原来的文本位置；对宏，参数名被值所替代。

#和##

#的作用是把一个宏参数变成字符串

举例

#define PRINT(N) printf("the value of "#N" is %d\n", N)

##的作用是把两边的符号合成一个符号（链接的标识符必须合法）

举例

#define name(list1, list2) list1##list2

int main()
{
    
    int Goforever = 10;
    printf("%d\n", name(Go, forever));
    return 0;
}

带有副作用的宏参数

变量进行前置++，--
      后置++，--   都会带有副作用

宏参数在定义的时候超过一个的时候，这时如果参数具有副作用，使用宏的时候就会很危险。

宏与函数相比的优缺点

优点：

1. 宏不需要进行函数栈帧的创建和销毁以及带出返回值，所以宏的速度比函数更快。
2. 因为宏没有类型检查，所以宏是与类型无关的。
3. 宏的参数可以出现类型，函数不行。

缺点：

1. 宏没有类型检查，因此不够严谨。
2. 因为宏是在预编译的时候就完成好替换的，而调试是在运行期间才可以进行，故宏是没法调试的。
3. 宏定义和宏定义的表达式两边如果不加上括号，可能会有运算符优先级的问题。

#undef

#undef用于移除一个宏定义。

#define M 10//宏定义

#undef M //移除宏定义

条件编译

条件编译是当满足我们设定的条件时进行编译，不满足条件的时候则放弃一条或者一组语句。

条件编译指令

1.

#if 常量表达式
...
#end if
2.多分支条件编译

#if 常量表达式
#elif 常量表达式
#else
#endif
3.判断是否被定义

#if defined(symbol)
#ifdef symbol

#if !defined(symbol)
#ifndef symbol

文件的包含

#include指令是用来告知预处理器在该指令出现的时候包含指定文件的内容。

替换方式：

预处理器首先删除这条指令，接着用相应的文件内容进行替换。

源文件被包含几次就被实际编译几次。

头文件的包含方式：

1. 本地文件的包含

文件名放在""内，查找该文件的时候，首先是在源文件所在目录下查找，未找到的话，再到标准路径下查找。

#include "filename"

2. 库文件的包含

文件名放在< >内，查找该文件的时候，只去标准路径下查找。

避免头文件的重复引用的方式

1. 在每个头文件开头写上#pragma once
2. 在每个头文件开头写上

#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//头文件的包含
#endif