目录
- ?程序的翻译环境
- 程序的执行环境
- 详解：C语言程序的编译+链接
- 预定义符号介绍
- 预处理指令#define
- 预处理操作符#和##的介绍
- 宏和函数的对比
- 预处理指令#include
- 预处理指令#undef
- 条件编译
1. 程序的翻译环境和执行环境
在ANSI C的任何一种实现中，存在两个不同的环境
第1种是翻译环境，在这个环境中源代码被转换为执行的机器指令。
第2种是执行环境，它用于实际执行代码。
2. 详解编译+链接
2.1 翻译环境
- ?组成一个程序的每个源文件通过编译过程过程分别转换成目标代码（object code）.
- 每个目标文件由链接器捆绑在一起，形成一个单一而完整的可执行程序。
- 链接器同时也会引入标准C函数库中任何被该程序所用到的函数，而且它可以搜索程序员个人的程序库，将其需要的函数也链接到程序中。
2.2 编译本身也分为几个阶段
?
如何查看编译期间的每一步发生了什么呢？(在linux环境底下观察每一步)
test.c
1.预处理 选项gcc -E test.c -o test.i
? ?预处理完成之后就停下来，预处理之后产生的结果都放在test.i文件中。
2.编译 选项gcc -S test.c
? ?编译完成之后就停下来，结果保存在test.c中。
3.汇编 gcc -c test.c
? ?汇编完成之后就停下来，结果保存在test.o中
?2.3 运行环境
程序执行的过程：
1.程序必须载入内存中。在有操作系统的环境中：一般这个由操作系统完成。在独立的环境? ? ?中，程序的载入必须由手工安排，也可能是通过可执行代码置入只读内存来完成。
2.程序的执行便开始。接着便调用main函数。
3.开始执行程序代码。这个时候程序将使用一个运行时堆栈（stack），存储函数的局部变量? ? ?和返回地址。程序同时可以使用静态库（static）内存，存储于静态内存中的变量在程序的? ? ?整个执行过程一直保留他们的值。
4.终止程序。正常终止main函数；也有可能是意外终止。
3. 预处理详解
3.1 预定义符号
这些预定义符号都是语言内置的。????????
举个栗子：
3.2 #define
3.2.1 #define定义标识符
举个栗子：
那么有个问题，在define定义标识符的时候，要不要在最后加上；？
例如：
建议不要加上；这样容易导致问题
比如下面的场景：
这里会出现语法错误。
3.2.2 #define定义宏
#define机制包括了一个规定，允许把参数替换到文本中，这种实现通常称为宏（macro）或定义宏（define macro)。?
?下面是宏的申明方式：
#define? name( parament-list )? stuff?
其中的 parament-list 是一个由痘号隔开的符号表，它们可能出现在stuff中。
注意：
1.参数列表的左括号必须与name紧邻。
2.如果两者之间有任何空白存在，参数列表就会被解释为stuff的一部分。
举个错误栗子：
?乍一看，这个代码的结果貌似为36
事实上，它将打印11.
为什么？
替换文本时，参数x被替换成a+1，所以这条语句实际上变成了：
printf("%d\n" ,a + 1 * a + 1 );
这样就比较清晰了，由替换产生的表达式并没有按照预想的次序进行求值。
解决方法：在宏定义上加上两个括号。
#define? SQUARE(x)? (x)*(x)
这样预处理之后就产生了预想的效果。
还有一种情况要注意，举个错误栗子：
?按道理来说，这道题的结果应该为100，但为什么会是55呢？
由于(x)+(x)外面少了个大括号，导致优先级问题，使得10*x先计算了。
正确宏定义为：#define? ?DOUBLE(x)? ?((x)+(x))
总结：
所以用于对数值表达式进行求值的宏定义都应该用这种方式加上括号，避免在使用宏时由于参数中的操作符或邻近操作符之间不可预料的相互作用。
3.2.3 #define替换规则
在程序中扩展#define定义符号和宏时，需要涉及几个步骤。
1. 在调用宏时，首先对参数进行检查，看看是否包含任何由 #define 定义的符号。如果是，它? ? 们首先被替换。2. 替换文本随后被插入到程序中原来文本的位置。对于宏，参数名被他们的值所替换。3. 最后，再次对结果文件进行扫描，看看它是否包含任何由 #define 定义的符号。如果是，就? ? 重复上述处理过程。
注意 ：
1. 宏参数和 #define 定义中可以出现其他 #define 定义的符号。但是对于宏，不能出现递归。2. 当预处理器搜索 #define 定义的符号的时候，字符串常量的内容并不被搜索。
3.2.4 #和##
如何把参数插入到字符串中？
首先我们了解下这样的代码：
?我们发现字符串有自动连接的特点。
所以我们可以这样写代码将参数插入到字符串中。
这里#的作用就是把宏参数变为对应的字符串。
而#n就会被预处理为："n"?.
##的作用
##可以把位于它两边的符号。
它允许宏定义从分离的文本片段创建标识符。
注：
这样的连接必须产生一个合法的标识符。否则其结果就是未定义的。
3.2.5 带副作用的宏参数
?为什么会是这个结果呢？
原因：z = ( ( x++?) > ( y++?) ? ( x++?) : ( y++?) ) ; 5小于8，所以b加加两次。
?3.2.6 宏和函数对比
宏通常被应用于执行简单的运算。如：在两个数中找出较大的一个
#define? MAX( a, b )? ( ( a?) > ( b ) ? ( a ) : ( b ) )
那为什么不用函数来完成这个任务？
原因：
1：用于调用函数和从函数返回的代码可能比实际执行这个小型计算工作所需要的时间多。? ?? ? 所以宏比函数在程序的规模和速度方面更胜一筹。
2. 更为重要的是函数的参数必须声明为特定的类型。? ?所以函数只能在类型合适的表达式上使用。反之这个宏怎可以适用于整形、长整型、浮点? ? ?型等可以用于> 来比较的类型。? ?宏是类型无关的 。
?宏的缺点：当然和函数比宏也有劣势的地方：
1.每次使用宏的时候，一份宏定义的代码将插入到程序中。除非宏比较短，否则可能大幅度? ? ?增加程序的长度。
2. 宏是没法调试的
3. 宏由于类型无关，也就不够严谨。
4. 宏可能会带来运算符优先级的问题，导致程容易出现错。
另外一点：宏有时候可以做函数做不到的事情。比如：宏的参数可以出现类型，但是函数做不到。 ?
?宏和函数的一个对比
| 属 性 | #define定义宏 | 函数 |
| 代码长度 | 每次使用时，宏代码都会被插入到程序中。除了非常小的宏之外，程序的长度会大幅度增长 | 函数代码只出现于一个地方；每次使用这个函数时，都调用那个地方的同一份代码 |
| 执行速度 | 更快 | 存在函数的调用和返回的额外开销，所以相对慢一些 |
| 操 作 符优先级 | 宏参数的求值是在所有周围表达式的上下文环境里， 除非加上括号，否则邻近操作符的优先级可能会产生不可预料的后果，所以建议宏在书写的时候多些括号。 | 函数参数只在函数调用的时候求值一次，它的结果值传递给函数。表达式的求值结果更容易预测。 |
| 带 有 副 作 用的参数 | 参数可能被替换到宏体中的多个位置，所以带有副作用的参数求值可能会产生不可预料的结果。 | 函数参数只在传参的时候求值一次，结果更容易控制。 |
| 参数类型 | 宏的参数与类型无关，只要对参数的操作是合法的，它就可以使用于任何参数类型。 | 函数的参数是与类型有关的，如果参数的类型不同，就需要不同的函数，即使他们执行的任务是不同的。 |
| 调试 | 宏是不方便调试的 | 函数是可以逐语句调试的 |
| 递归 | 宏是不能递归的 | 函数是可以递归的 |
3.2.7 命名约定
把宏名全部大写函数名不要全部大写
3.3 #undef
?3.4 命名行定义
演示：在linux环境下，定义数组的时候可以放一个未定义的变量，在编译命令的时候再给定一个值（编译时定义），这样就能使得空间大小在不同机器内存下变得灵活
?3.5 条件编译
在编译一个程序的时候我们如果要将一条语句（一组语句）编译或者放弃是很方便的。因为我们有条件编译指令。
举例：
有些调试行的代码，删除可惜，保留碍事。
比如下面这段这段代码：
?让我们看这段代码的预处理结果：
?很显然预处理结果包含了printf这条语句，更直观的感受到了条件编译具有选择性这一特点。
3.6? 文件包含
3.6.1 头文件被包含的方式：
- 本地文件包含：#include "stdio.h"
- 库文件包含: #include <stdio.h>
本地文件包含的查找方式（双引号包含）：1.在当前工程目录下查找；2.在库目录下查找
库文件包含（尖括号包含）：1.在库目录下查找
3.6.2 嵌套文件包含
如果出现这样的场景：
?该代码的问题：
或者：?
就可以避免头文件的重复引入。
文章到此结束，
欲知后事，请看下回分解~