编程之路，从0开始：预处理详解（完结篇）

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我的专栏：编程之路

这一篇预处理详解是我们C语言基础内容学习的最后一篇，也是我们的专栏：编程之路的最后一篇！从今日起，我将不定期更新新的内容，开始新的章节，感谢各位一路以来的支持和陪伴！

1、什么是预处理

我们的系统拿到各种文件后，要进行一系列的操作过程，才能将文件转化成我们能够看得懂的信息。

翻译环境能够把源代码转换成可执行的机器指令，这个过程主要有编译和链接两个过程组成。

现在我们拆解一下编译链接的过程：

预处理就是编译和链接过程中的一个阶段。在预处理阶段，源文件和头文件都会被处理成.i为后缀的文件，预处理阶段主要是处理那些源文件中以#开头的预处理指令。

2、预处理指令

2.1预定义符号

从语言设置了一些预定义符号，可以直接使用：

举个例子：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("%d %s", __LINE__,__FILE__);//打印出当前行的行号和文件的所在位置
	return 0;
}

输出结果：

需要注意的是，__STDC__无法在vs中使用。

2.2 #define定义常量

现在我们用define定义一个常量，并打印出来：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#define M 6
int main()
{
	printf("%d",M);
	return 0;
}

输出结果：需要特别注意的是，define定义常量时不要再define行末尾加上;

2.3#define定义宏

什么是宏？我们先来段代码感受一下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#define ADD(a,b) a+b
int main()
{
	int a = 5;
	int b = 3;
	printf("%d",ADD(a,b));
	return 0;
}

输出结果：

我们定义了一个宏ADD（a,b），这个宏ADD(a,b)可以计算传入宏的两个参数a,b的和。

但是宏有一些容易出错的地方，例如，我们输出下面这串代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#define ADD(a,b) a*b
int main()
{
	int a = 5;
	int b = 3;
	printf("%d",ADD(a+1,b+1));
	return 0;
}

输出结果：

这不对啊！a+1是6，b+1是4，输出结果应该是24啊！这里是9，这是怎么回事呢？

其实，我们在把两个参数传过去后，他计算的其实是5+1*3+1,根据运算法则，，先算乘法再算加法，所以输出结果为9。

那有什么办法解决呢？其实也很简单，我们只要加两个括号就解决了：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#define ADD(a,b) (a)*(b)
int main()
{
	int a = 5;
	int b = 3;
	printf("%d",ADD(a+1,b+1));
	return 0;
}

输出结果：

2.4带副作用的宏参数

我们来看这串代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#define ADD(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
int main()
{
	int a = 3;
	int b = 6;
	printf("%d %d %d",a,b,ADD(a++,b++));
	return 0;
}

注意：我们把a的值换成了3,b的值换成了6.

输出结果：

我们来分析一下，首先我们先把宏的值全都替换掉:

printf("%d %d %d",a,b, ((a++) > (b++) ? (a++) : (b++)));

a++的特性是先用后加，所以我们实际比较的是3和6两个数。再比较完之后，a变成4，b变成7。然后返回值为b++。同样是先用后加，所以先返回b的值7，然后再自增1，现在b等于8。分析结果和我们的实际结果相符。

2.5宏与函数的对比

我们看到这应该已经能发现了，宏和函数功能及其相似，那他们两个到底谁更好呢？

宏相对于函数的优势：

1、在进行简单运算时，宏所需的时间和代码规模上更胜一筹。

2、宏对于参数类型没有限制，而函数限制参数类型。

函数相对于宏的优势：

1、函数相对于宏更方便调试。

2、函数可以递归，宏不可以递归。

3、函数的结果更容易预料，宏存在带副作用参数和操作符优先级等问题。

其实我们在写程序时函数用的更多一些，函数的优势更大一些。

3、#和##

3.1#运算符

我们都知道，在使用宏时，传入的参数后自动将宏的语句里面的参数名替换为相应的值。那么如果我们不想让他替换呢？这时候就需要我们的“字符串化”运算符#。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#define TEST(n) printf("变量"#n"的值为：%d",n)
int main()
{
	int a = 3;
	int b = 6;
	TEST(a);
	return 0;
}

输出结果：

3.2##运算符

##可以把两边的符号合成一个符号，所以##被称为记号粘合。

举例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#define GENERIC_MAX(type)\
type type##_MAX(type x,type y)\
{\
return(x > y ? x : y);\
}\
// \为续行符
GENERIC_MAX(int)//定义函数
int main()
{
	int a = 3;
	int b = 6;
	printf("%d", int_MAX(a, b));
	return 0;
}

输出结果：

这里我们就是把type和MAX合并成了一个函数名。实际上我们很少用到##操作符，但是当我们看到##操作符时要知道这是什么意思。

4、#undef

我们可以用#undef来移除一个宏定义：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#define ADD(a,b) (a)*(b)
int main()
{
	int a = 5;
	int b = 3;
	printf("%d", ADD(a + 1, b + 1));
	#undef ADD(a,b)//移除宏
	printf("%d", ADD(a + 1, b + 1));//程序报错，引用了未定义符号ADD
	return 0;
}

5、条件编译

我们可以使用条件编译，让一段代码满足一定条件时进行编译：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#define ADD(a,b) (a)+(b)
#define __DEBUG__
int main()
{
	int a = 5;
	int b = 3;
#ifdef __DEBUG__
	printf("%d", ADD(a, b));
#endif
	return 0;
}

我们还可以这样使用：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#define ADD(a,b) (a)+(b)
int main()
{
	int a = 5;
	int b = 3;
#if defined ADD(a,b) //如果定义了ADD宏
	printf("%d", ADD(a, b));
#endif
	return 0;
}

#if和if的区别是，如果不满足条件的话，#if后的语句根本就不进行编译，这样会节省系统执行的时间。但其实这个操作用的也不是很多。

好了今天的内容就分享到这，我们下期再见！