C语言预处理指令以及Makefile脚本讲解

一、预处理指令

程序员所编写的代码不是真正的标准C代码，需要一段程序翻译成标准C代码，才能被编译器编译
翻译的过程叫做预处理、负责翻译的程序叫做预处理器、被翻译的语句叫做预处理指令，以#开头的都是预处理指令

gcc -E code.c       直接显示预处理后的结果
gcc -E code.c -o code.i   生成预处理文件

二、预处理指令的分类

#include 导入头文件/头文件包含

#include <> 从系统指定路径查找并导入头文件
#include "" 先从当前工作路径查找，找不到再从系统指定路径查找并导入头文件
gcc code.c -I path
编译时指定头文件的加载路径为path，最先从该路径查找
可以通过设置环境变量来修改、增加系统指定头文件加载路径  修改 ~/.bashrc 终端配置文件

#define 定义宏

宏常量:

#define 宏名 常量值
#define MAX 100
本质上就是，在代码中出现了宏名的地方，在预处理时替换为对应的常量值

优点:提高可扩展性、提高了可读性、提高了安全性，还可以用在case后面
注意:一般宏名全部大写，末尾不要加分号
局部变量、函数名全部小写，全局变量首字母大写数组arr，指针p pp，字符串str

预定义好的宏:
        __func__    获取函数名
        __FILE__    获取文件名
        __DATE__    获取当前日期
        __TIME__    获取当前时间
        __LINE__    获取当前行数    %d

宏函数:其实就是带参数的宏

#define 宏名(参数名) 替换的代码
宏函数不是真正的函数，不检查参数类型、没有传参、只有表达式的计算结果没有返回值

#define SUM(a,b) a+b
SUM(num1,num2)
替换过程:
     1、先把代码中使用到宏函数的地方替换为宏函数后面的代码   a+b
     2、再把宏函数代码中使用到的参数替换为调用者提供的数据

注意:宏函数后面的替换代码不能直接换行，需要在每一行末尾通过续行符  \  来换行
        如果有多行代码，可以使用大括号保护代码

宏的二义性:

由于宏代码所处位置、参数位置、优先级问题，导致同一个宏函数有不同的可解释的结果
如何避免宏的二义性:
    1、给每个参数加小括号、给整个式子加小括号
    2、在使用宏函数时，不要提供带自变运算符的参数
    注意:容易出选择题

条件编译:

根据条件决定哪些代码是否参与最终的编译

版本控制:

    #if 条件
    #elif 条件
    #else
    #endif

头文件卫士:

    防止头文件被 重复 包含
    #ifndef 宏名
    #define 宏名
    #endif//宏明
    宏名:头文件名全部大写，小数点用下划线表示
    注意:头文件中必加头文件卫士

调试、判断:

    #ifdef 宏名
        如果宏名定义了，则此处代码参与编译
    #else
        否则，此处参与编译
    #endif

    gcc code.c -D宏名
    可以在编译时定义宏

    定义打印调试信息宏函数，是否打印提示信息，取决于是否定义了DEBUG宏
    #ifdef DEBUG
        #define debug(...) printf(__VA_ARGS__)
    #else
        #define debug(...)
    #endif

    打印错误信息的宏函数
    #define error(...) printf("%s:%s %d %s: %m %s %s\n",__FILE__,__func__,__LINE__,__VA_ARGS__,__DATE__,__TIME__)

三、头文件

头文件中应该写什么?

问题:头文件可能会被任意的源文件包含，意味着头文件中的内容会在多个目标文件中同时存在，因此要满足合并内容不能有冲突
重点:头文件中只能写编写声明语句，绝对不能有定义语句

    函数声明
    全局变量声明
    宏常量
    宏函数
    typedef 类型重定义
    结构、联合、枚举的类型声明

头文件的编写原则:

1、为每个.c文件编写一份同名的.h文件，.h文件对.c文件的说明
2、如果需要用到某个.c文件中的全局变量、函数、宏等内容时，只需要把它的头文件导入即可
3、.c也要导入它自己的 .h 文件，目的是为了声明与定义一致

头文件之间的相互包含:

假设a.h包含了b.h，b.h又包含了a.h，此时编译会出错
解决方案:把a.h需要导入b.h的内容和b.h需要导入a.h的内容提取出来到另一个c.h

错误提示:未知类型名"xxxx"，大概率就是头文件相互包含

Makefile

Makefile是由一系列编译指令组成的可执行文件，也叫编译脚本
在终端执行 make 命令，就会自动执行Makefile脚本文件中的编译指令，它可以根据文件的最后修改时间来判断那些文件需要重新编译、哪些不需要重新编译，从而提高编译效率

编译规则:

1. 如果这个工程没有编译过，那么我们的所有 c 文件都要编译并被链接。
2. 如果这个工程的某几个 c 文件被修改，那么我们只编译被修改的 c 文件，并链接目标程序。
3. 如果这个工程的头文件被改变了，那么我们需要编译引用了这几个头文件的 c 文件，并链接目标程序。

一个最简单Makefile格式:
执行目标:依赖
    编译指令:
被依赖的目标1:依赖文件
    编译指令
被依赖的目标2:依赖文件
    编译指令
    ...