内容提要
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预处理
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库文件
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文件I/O
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标准I/O
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预处理
预处理功能
条件编译
概念
定义：根据设定的条件选择待编译的语句代码。
预处理机制：==将满足条件的语句进行保留，将不满足条件的语句进行删除==，交个下一步编译。
语法：
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语法1：
根据是否找到标记，来决定是否参与编译（==标记存在为真，不存在为假==）
#ifdef 标记 // 标记 一般使用宏定义 ... 语句代码1 #else ... 语句代码2 #endif举例：
#define DEBUG 1 #ifdef DEBUG printf("调试模式！\n"); // 保留 #else printf("产品模式！\n"); // 删除 #endif说明：
printf("调试模式！\n");和printf("调试模式！\n");只能保留一个。undef取消已定义的宏（使其变为未定义状态）。#define DEBUG 1 // 定义宏 #undef DEBUG // 取消定义的宏 #ifdef DEBUG printf("调试模式！\n"); // 删除 #else printf("产品模式！\n"); // 保留 #endif -
语法2：
根据是否找到标记，来决定是否参与编译（==标记不存在为真，存在为假==）
#ifndef 标记 ... 语句代码1 #else ... 语句代码2 #endif举例：
#define DEBUG 1 #ifndef DEBUG printf("调试模式！\n"); // 删除 #else printf("产品模式！\n"); // 保留 #endif -
语法3：
根据表达式的结果，来决定是否参与编译（==表达式成立为真，不成立为假==）
// 单分支 #if 表达式 ... 语句代码1 #endif // 双分支 #if 表达式 ... 语句代码1 #else ... 语句代码2 #endif // 多分支 #if 表达式1 ... 语句代码1 #elif 表达式n ... 语句代码n #else ... 语句代码n+1 #endif
案例
案例1
/*************************************************************************
> File Name: demo01.c
> Author: 三道渊
> Description:
> Created Time: 2025-08-05 09:52:19
************************************************************************/
#include <stdio.h>
// 定义一个条件编译的标记
#define LETTER 1 // 默认是大写
int main(int argc, char *argv[])
{
// 测试用的字母字符串
char str[26] = "C Language";
char c;
int i = 0;
// 遍历获取每一个字符
while ((c = str[i]) != '\0')
{
#if LETTER
if (c >= 'a' && c <= 'z')
{
c -= 32; // 大写
}
#else
if (c >= 'A' && c <= 'Z')
{
c += 32; // 小写
}
#endif
printf("%c",c);
i++;
}
printf("\n");
return 0;
}
案例2
需求：跨平台适配代码
#ifdef _WIN32 // Windows系统宏（VC编译器定义）
#include <windows.h>
#else // Linux/Unix系统
#include <unistd.h>
#endif
#ifdef _WIN32 // Windows系统宏（VC编译器定义）
#include <windows.h>
#else // Linux/Unix系统
#include <unistd.h>
#endif
/*************************************************************************
> File Name: demo01.c
> Author: 三道渊
> Description:
> Created Time: 2025-08-05 09:52:19
************************************************************************/
#include <stdio.h>
// 定义一个条件编译的标记
#define LETTER 1 // 默认是大写
int main(int argc, char *argv[])
{
#ifdef _WIN32 // Windows系统宏（VC编译器定义）
printf("当前是windows平台！\n");
#else // Linux/Unix系统
printf("当前是Linux平台！\n");
#endif
return 0;
}
文件包含
概念
所谓“文件包含”处理是指一个源文件可以将另一个源文件的全部内容包含进来。通常用于共享代码、声明或宏定义。一个常规的C语言程序会包含多个源文件（*.c），当某些公共资源需要在各个源文件中使用时，为了避免多次编写相同的代码，我们一般会进行代码的抽取（*.h），然后在各个源文件中直接包含即可。
注意：*.h中的函数声明必须要在*.c中有对应的函数定义，否则没有意义。（函数一旦声明，就一定要定义）
基本语法
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标准库包含（使用尖括号）（会到/usr/include目录下查找）
#include <stdio.h> // 包含标准输入输出库 会到/usr/include目录下查找 #include <stdlib.h> // 包含标准库函数 -
自定义文件包含（使用双引号）（会先在当前目录下查找，找不到再到/usr/include目录下查找）
#include "myheader.h" // 包含当前目录下的自定义头文件 #include "utils/tool.h" // 包含子目录下的头文件
预处理机制
==将文件中的内容替换文件包含指令==
使用场景
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头文件包含：通常将函数声明、宏定义、结构体定义等放在
.h头文件中，通过#include引入到需要使用的.c文件中。头文件中存放的内容，就是各个源文件的彼此可见的公共资源，包括：
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全局变量的声明
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普通函数的声明
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静态函数的声明（static修饰的函数，建议写在.c文件中）
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宏定义
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结构体、共用体、枚举常量列表的定义
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其他头文件包含
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代码复用：可以将一些通用代码片段（如工具函数）放在单独的文件中，通过包含实现复用。
示例代码：
myhead.hextern int global; // 全局变量的声明 extern void func1(); // 普通函数的声明 static void func2() // 静态函数的声明，写在.h中，引用此文件的.c文件直接调用，写在.c文件，只能这个.c文件访问 { ... } #define max(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b)) // 宏定义 struct node // 结构体定义 { .. }; union attr // 共用体定义 { .. }; enum SEX // 枚举常量列表定义 { .. }; #include <stdio.h> // 引入系统头文件 #include "myhead2.h" // 引入自定义头文件
注意事项
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避免循环包含（如
a.h包含b.h，同时b.h又包含a.h） -
为防止头文件被重复包含，通常会使用条件编译保护（推荐）：
// 在myheader.h中 #ifndef MYHEADER_H // _MYHEADER_H, __MYHEADER_H #define MYHEADER_H ... 头文件内容 #endif 或者使用#pragma once(非标准但被大多数编译器支持)： #pragma once ... 头文件内容
或者使用`#pragma once`(非标准但被大多数编译器支持)：
#pragma once
... 头文件内容
多文件开发
-
myheader.h
/************************************************************************* > File Name: > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025-08-05 10:51:08 ************************************************************************/ #ifndef MYHEADER_H #define MYHEADER_H #include <stdio.h> /** * 求数组的元素累加和 */ extern int sum(const int*, int); #endif -
myheader.c
/************************************************************************* > File Name: > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025-08-05 10:51:08 ************************************************************************/ #include "myheader.h" /** * 求数组的元素累加和 */ int sum(const int* arr, int len) { const int *p = arr; int sum = 0; for (; p < arr + len; p++) { sum += *p; } return sum; } -
app.c
/************************************************************************* > File Name: > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025-08-05 10:51:08 ************************************************************************/ #include "myheader.h" int main(int argc, char **argv[]) { int arr[] = {11,22,33,44,55}; int res = sum(arr, sizeof(arr)/sizeof(arr[0])); printf("数组累加和的结果是%d\n", res); return 0; } -
多文件编译命令：
gcc app.c myhead.c -o app
其他指令(了解)
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#line用于修改当前的行号和文件名（主要用于编译器调试，很少手动使用）。#line 100 "test.c" // 后续代码从行号100开始，文件名标识为test.c printf("当前行号：%d\n", __LINE__); // 输出100 -
#error在编译阶段当条件满足时抛出错误信息，并终止编译。#if VERSION < 1 #error "VERSION必须大于等于1" // 若VERSION<1，编译时会报错并提示此信息 #endif -
#pragma用于向编译器传递特定指令（不同编译器支持的#pragma功能不同），例如：-
#pragma once：确保头文件只被包含一次（类似#ifndef的效果）。简单但兼容性稍差 -
#pragma pack(n)：设置结构体成员的对齐方式为 n 字节。 -
#pragma warning(disable: 1234)：禁用特定警告编号的编译警告。
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库文件
什么是库文件
库文件本质上是经过编译后生成的可被计算机执行的二进制代码。但注意库文件不能独立运行，库文件需要加载到内存中才能执行。库文件大量存在于Windows，Linux，MacOS等软件平台上。
库文件的分类
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静态库
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windows：xxx.lib
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linux：libxxxx.a
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动态库（共享库）
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windows：xxx.dll
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linux：libxxxx.so.major.minor (libmy.so.1.1)
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注意：不同的软件平台因编译器、链接器不同，所生成的库文件是不兼容的。
静态库与动态库的区别
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静态库链接时，将库中所有内容包含到最终的可执行程序中(==程序和库合一==)。
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动态库链接时，将库中的符号信息包含到最终可执行文件中，在程序运行时，才将动态库中符号的具体实现加载到内存中（==程序和库分离==）。
静态库与动态库的优缺点
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静态库
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优点：生成的可执行程序不再依赖静态文件
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缺点：可执行程序体积较大
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动态库
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优点：生成的可执行程序体积小；动态库可被多个应用程序共享
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缺点：可执行程序运行依然依赖动态库文件
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静态库与动态库对比
| 维度 | 静态库 | 动态库 |
|---|---|---|
| 文件体积 | 较大（库代码被复制） | 较小（共享库文件） |
| 部署难度 | 简单（单文件） | 需确保库存在于目标系统 |
| 更新维护 | 需重新编译程序 | 替换库文件即可 |
| 启动速度 | 稍快（无运行时链接开销） | 稍慢（需加载库） |
| 兼容性风险 | 无 | 需处理版本冲突（如DLL Hell） |
库文件创建
Linux系统下库文件的命名规范：libxxx.a(静态库) libxxxx.so(动态库)
静态库文件的生成
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将需要生成库文件对应的源文件（
*.c）通过编译（不链接）生成*.o目标文件 -
用
ar命令将生成的*.o打包生成libxxx.a
动态库文件的生成
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将需要生成库文件对应的源文件（
*.c）通过编译（不链接）生成*.o目标文件 -
将目标文件链接为
*.so文件
注意：如果在代码编译过程或者运行中链接了库文件，系统会到/lib和/usr/lib目录下查找库文件，所以建议直接将库文件放在/lib或者/usr/lib，否则系统可能无法找到库文件，造成编译或者运行错误。
扩展内容
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查看应用程序（例如：app）依赖的动态库：
-
动态库使用方式：
-
编译时链接动态库，运行时系统自动加载动态库
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程序运行时，手动加载动态库
-
实现：
-
涉及内容
-
头文件：
#include <dlfcn.h> -
接口函数：
dlopen、dlclose、dlsym -
依赖库：
-ldl -
句柄handler：资源的标识
-
-
示例代码：
/************************************************************************* > File Name: demo06.c > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025年03月28日 星期五 15时16分45秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> #include <dlfcn.h> int main(int argc,char *argv[]) { // 1. 加载动态库 "/lib/libdlfun.so" // - RTLD_LAZY: 延迟绑定（使用时才解析符号，提高加载速度） // - 返回 handler 是动态库的句柄，失败时返回 NULL void* handler = dlopen("/lib/libdlfun.so", RTLD_LAZY); if (handler == NULL) { // 打印错误信息（dlerror() 返回最后一次 dl 相关错误的字符串） fprintf(stderr, "dlopen 失败: %s\n", dlerror()); return -1; } // 2. 从动态库中查找符号 "sum"（函数名） // - dlsym 返回 void*，需强制转换为函数指针类型 int sum(int *arr, int size); // - 这里假设 "sum" 是一个接受两个int*,int参数、返回 int 的函数 int (*paddr)(int*, int) = (int (*)(int*, int))dlsym(handler, "sum"); if (paddr == NULL) { fprintf(stderr, "dlsym 失败: %s\n", dlerror()); dlclose(handler); // 关闭动态库（释放资源） return -1; } // 3. 调用动态库中的函数 "sum"，计算{11,12,13,14,15}的累加和 int arr[5] = {11,12,13,14,15}; printf("sum=%d\n", paddr(arr, sizeof(arr)/sizeof(arr[0]))); // 4. 关闭动态库（释放内存和资源） dlclose(handler); return 0; } -
编译命令
gcc demo06.c -ldl
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标准I/O
文件基础概念
文件定义
存储在外存储器（磁盘、U盘、移动硬盘等）上的数据集合，是操作系统管理数据的基本单位。
文件操作核心
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文件内容的读取（输入操作 Input）
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文件内容的写入（输出操作 Output）
文件缓冲机制
-
系统为文件在内存中创建缓冲区（通常4KB大小）
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程序操作实际上是在缓冲区进行
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数据像水流一样流动，称为“文件流”
-
缓冲机制减少了直接访问外存的次数，提高效率
文件分类
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文本文件（ASCII文件）
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以ASCII码形式存储
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可直接用文本编辑器查看
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示例：.txt、.c、.h文件
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二进制文件
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以二进制形式存储
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需要特定程序才能解析
-
示例：.exe、.jpg、.dat文件
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文件标识
-
文件系统中：路径 + 文件名
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Windows示例：
D:\edu\test.txt -
Linux示例：
/home/user/data.bin
-
-
C程序中：文件指针（FILE *类型）
FILE *fp; // 声明文件指针
文件操作的基本步骤
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打开文件：建立程序与文件的连接
-
文件处理：读写操作
-
关闭文件：释放资源
文件打开与关闭
fopen()
说明：打开文件
函数原型：
#include <stdio.h>
FILE *fopen(const char *path, const char *mode);
参数详解：
-
path：文件路径（绝对路径或相对路径） -
mode：打开模式-
基本模式（ASCII模式）：
-
r：只读（文件必须存在） -
w：只写（有文件打开，无文件创建/清空已有文件）覆盖式写入 -
a：追加（文件不存在则创建）追加式写入 -
r+：读写（文件必须存在） -
w+：读写（创建新文件/清空已有文件） -
a+：读/追加（文件不存在则创建）
-
-
二进制模式：
-
rb、wb、ab等，其实就是基本模式的前提下，加b
-
-
特殊模式：
-
x：独占模式（与w组合，文件必须不存在）
-
-
返回值：
-
成功：返回文件指针（指向FILE结构体）
-
失败：返回NULL（需要检查errno）
错误处理示例：
FILE *fp = fopen("data.txt","r");
if(fp == NULL)
{
perror("文件打开失败！");
// 退出进程
exit(EXIT_FAILURE); // exit(1) 程序失败退出
}
fclose()
说明：关闭文件
函数原型：
#include <stdio.h>
int fclose(FILE *fp);
参数
-
stream（文件指针）：指向要关闭的FILE对象的指针，通常由fopen()或类似函数返回。
返回值
-
成功：返回
0（即EXIT_SUCCESS）。 -
失败：返回
EOF（通常是-1），并设置errno指示错误原因（如磁盘已满、文件被占用等）。
注意事项：
-
必须关闭所有打开的文件
-
程序退出时未关闭的文件可能丢失数据
-
多次关闭同一文件指针会导致未定义行为
文件顺序读写
单字符读写
fgetc()
说明：单字符的读取
函数原型：
int fgetc(FILE *fp);
参数说明：
-
fp：待操作的文件指针
返回值：
-
成功：返回字符的ASCII码
-
失败：或者文件末尾返回EOF（-1）
fputc()
说明：单字符的写出
函数原型：
int fputc(int c, FILE *fp);
参数说明：
-
c：待写出的字符的ASCII码 -
fp：待操作的文件指针
返回值：
-
成功：返回写入的字符的ASCII码
-
失败：返回EOF（-1）
行读写（多字符读写）
fgets()
说明：读取字符串（字符数组）
函数原型：
#include <stdio.h>
char* fgets(char *buf, int size, FILE *fp);
功能描述：
从指定的文件流（fp）中读取一行字符串（以 \n 结尾），并将其存储到缓冲区 buf 中。
-
读取的字符数最多为
size - 1（保留一个位置给\0）。 -
如果遇到 换行符
\n或 文件结束符EOF，则停止读取。 -
读取的字符串末尾会自动添加
\0（空字符），使其成为合法的 C 字符串。
参数：
-
buf（缓冲区）：用于存储读取数据的字符数组（必须足够大）。 -
size（最大读取长度）：最多读取size - 1个字符（防止缓冲区溢出）。 -
fp（文件指针）：要读取的文件流（如stdin、fopen()返回的指针等）。
返回值
-
成功：返回
buf的指针（即读取的字符串）。 -
失败或到达文件末尾（EOF）：返回
NULL。
fputs()
说明：写入字符串
函数原型：
int fputs(const char *str, FILE *fp);
功能描述：
将字符串 str 写入到指定的文件流 fp 中。
-
不自动添加换行符：与
puts()不同，fputs不会在末尾自动添加\n。 -
遇到
\0停止：写入过程遇到字符串结束符\0时终止（\0本身不会被写入）。
参数：
-
str：要写入的字符串（必须以\0结尾）。 -
fp：目标文件流（如stdout、文件指针等）。
返回值：
-
成功：返回一个非负整数（通常是
0或写入的字符数）。 -
失败：返回
EOF（-1），并设置errno指示错误原因（如磁盘已满、文件不可写等）。
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