编译原理

最新推荐文章于 2022-12-26 08:40:00 发布

qchengsj

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分类专栏：编译原理文章标签：编译原理 c语言宏

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编译原理之预编译处理

预编译处理是在编译器编译之前做的处理，预编译过程主要处理规则如下：

1、将所有的#define删除，并且展开所有的宏定义；

2、处理所有的条件编译指令，如“#if”，“ifdef”，“endif”等；

3、处理所有包含指令“#include”,将被包含的文件插入到该编译指令的位置；

4、删除所有注释“//”，“/**/”;

5、添加行号和文件名标识，方便编译时调试方便查找信息；

6、保留所有的#pragma编译器指令，因为编译器须要使用它们。

总的来说C语言提供的预编译功能主要有三种：

第一：宏定义

第二：文件包含

第三：条件编译

宏定义

宏定义分两种：不带参数和带参数的宏定义，宏定义总的来说就是符号之间简单的替换。

第一：不带参数宏定义

不带参数的宏定义比较好理解，就是用一个指定的标识符来代替一个字符串，一般形式为：

#define 标识符字符串

例如：#define TODAY 20140701

这个宏定义就是简单的用TODAY代替20140701这个字符串，程序预编译之后，程序中所有出现TODAY的地方都是指20140701。

与#define命令相对应的 #undef命令，#undef命令是用来终止宏定义的作用域。通常这个命令编程时用的比较少。例如：

#define MCU 8051

Main()

{

`````````````````;

}

#undef MCU

Void Metal()

{;}

// #undef MCU 命令以上部分程序出现的MCU都是指定为8051，但是如果#undef MCU 命令下面程序出现MCU，编译器编译时会报错，提示MCU没定义。例如，Metal()函数中出现MCU就会报错。

第二：带参数宏定义

带参数的宏定义的一般形式为：

#define 宏名（参数表）字符串

如：

#define S(a,b) a*b

temp = S(2,3)；这句语句展开为：temp = 2*3；

宏定义要注意的地方：

1、宏定义#define是预编译指令而不是语句，所以define紧跟着的字符串后面不能加分号“；”，否则，分号也属于字符串的内容。例如：#define TODAY 20140701；则这里的字符串内容是20140701；而不是20140701。

2、宏定义#define命令式用宏名代替一个字符串，就是一个简单的置换，不做任何的词法、语法的判断和计算，不会提示错误信息。

3、带参数宏定义时，宏名与带参数的括号之间不能加空格。否则将空格以后的字符都作为代替字符串的一部分，而变成不带参数的宏定义。

4、宏定义中如果参数表的实参是表达式时就要注意。如：#define S（r） PI*r*r

则S(a) 在程序中的展开式为PI*a*a，这个很好理解；但是S(a+b)展开式为PI*a+b*a+b;显然这不是我们所想得到的结果。如想到PI*(a+b)*(a+b)这个结果，那么宏定义应为：

#define S(r) PI*(r)*(r) 。这也体现了宏定义只是简单愚蠢直接替代功能。

带参数宏定义与函数的区别：

1、函数条用时，线求出实参表达式的值，然后代入形参；而宏定义只是简单的字符替换，不计算。

2、函数条用是在程序运行处理的，为形参分配临时内存单元；而宏展开式在编译前进行的，在展开时不分配内存单元，不进行值的传递。

3、函数的形参和实参的类型有要求，都要相同；宏不存在类型问题，宏的参数只是一个字符代表，展开时只是简单的替换。

4、调用函数只可得到一个返回值，而用宏可以设法得到几个结果。

例如：#define several(a,b,c,d) b = 2*a;c = 3*b;d = 4*c

5、宏替换不占运行时间，只占据编译的时间；而函数调用则占用运行时间。

文件包含

“文件包含”处理是指一个源文件可以将另外一个源文件的全部内容包含进来，即将另外的文件包含本文件中。其一般形式为：

#include“文件名”或者#include <文件名>

这两种的区别只是寻找包含文件的路径不同而已。用<文件名>形式时，系统到存放C库函数头文件所在的目录中寻找要包含的文件，这称为标准方式。用“文件名”方式时，系统线在用户当前目录中寻找包含的文件，若找不到，再按照标准方式寻找。所以调用库函数时一般用<文件名>方式来包含，可以节省寻找时间。如果是用户自己编写的文件，一般用“文件名 ”形式。

示意图表示在编译预处理时，要对#include命令进行文件包含处理，即把file2.c文件的全部内容复制插入到#include“file2.c”命令处，处理后得到的结果如第三个图。在编译中将包含以后的file1.c作为一个源文件单位进行编译。文件包含命令作用很大，在编程时可以节省很多时间，具体就不进行举例。在编程中慢慢体会。

文件包含跟文件链接不同，文件包含只是把该包含的文件插入到包含指令位置，连成一起然后进行编译。文件包含是编译之前进行的，而文件链接是编译之后进行。这种常用在文件头部的被包含的文件称为“标题文件”或者“头部文件”，常以“.h”为后缀，如“stdio.h”。

文件包含命令细节说明：

1、一个#include命令只能指定一个被包含文件，即一对一包含。

2、在一个被包含文件中又可以包含另一个被包含的文件，即文件包含是可以嵌套的。

3、被包含文件(file2.h)与其所在的文件(file1.h)，在预编译后已成为同一个文件而不是两个文件。所以如果file2.h中有全局静态变量，它也在file1.c文件中有效，不必用extern声明。

需要注意一点，如果一个被包含文件中有地方修改后，凡是包含此文件的所有文件都要全部重新编译。这点大家可以自己编写程序验证，文件编译时通过看编译信息可以知道。

条件编译

编写程序时如果对其中一些代码只在满足一定条件时才进行编译，这就是“条件编译”。

条件编译有一下几种形式：

第一种：

#ifdef 标识符

程序段1