【C语言】程序环境和预处理

简介: 程序环境和预处理

 程序的翻译环境和执行环境

ANSI C的任何一种实现中,存在两个不同的环境。

1种是翻译环境,在这个环境中源代码被转换为可执行的机器指令。 第2种是执行环境,它用于实际执行代码。

详解编译

    • 组成一个程序的每个源文件通过编译过程分别转换成目标代码(object code)。
    • 每个目标文件由链接器(linker)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。

    编译本身也分为几个阶段:

    sum.c

    int g_val = 2016;
    void print(const char *str)
    {
     printf("%s\n", str);
    }

    image.gif

    test.c

    #include <stdio.h>
    int main()
    {
     extern void print(char *str);
     extern int g_val;
     printf("%d\n", g_val);
     print("hello bit.\n");
     return 0;
    }

    image.gif

    image.gif编辑

    如何查看编译期间的每一步发生了什么呢?

    test.c

    #include <stdio.h>
    int main()
    {
     int i = 0;
     for(i=0; i<10; i++)
     {
     printf("%d ", i);
     }
     return 0;
    }

    image.gif

    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.s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。

    VIM学习资料

    简明VIM练级攻略

    给程序员的VIM速查卡

    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。程序同时也可以使用静态(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。

    预处理详解

    预定义符号

    __FILE__      //进行编译的源文件
    __LINE__     //文件当前的行号
    __DATE__    //文件被编译的日期
    __TIME__    //文件被编译的时间
    __STDC__    //如果编译器遵循ANSI C,其值为1,否则未定义

    image.gif

    这些预定义符号都是语言内置的。 举个例子:

    printf("file:%s line:%d\n", __FILE__, __LINE__);

    image.gif

    #defifine

    #defifine 定义标识符

    语法:
     #define name stuff

    image.gif

    举个例子:

    #define MAX 1000
    #define reg register          //为 register这个关键字,创建一个简短的名字
    #define do_forever for(;;)     //用更形象的符号来替换一种实现
    #define CASE break;case        //在写case语句的时候自动把 break写上。
    // 如果定义的 stuff过长,可以分成几行写,除了最后一行外,每行的后面都加一个反斜杠(续行符)。
    #define DEBUG_PRINT printf("file:%s\tline:%d\t \
                              date:%s\ttime:%s\n" ,\
                              __FILE__,__LINE__ ,       \
                              __DATE__,__TIME__ )

    image.gif

    #defifine 替换规则

    在程序中扩展#defifine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#defifine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#defifine定义的符号。如果是,就重复上述处理过程。

      注意:

        1.  宏参数和#defifine 定义中可以出现其他#defifine定义的变量。但是对于宏,不能出现递归。
        2.  当预处理器搜索#defifine定义的符号的时候,字符串常量的内容并不被搜索。

        ###

        如何把参数插入到字符串中?

        首先我们看看这样的代码:

        char* p = "hello ""bit\n"; 
        printf("hello"," bit\n"); 
        printf("%s", p);

        image.gif

        这里输出的是不是

         hello bit

        答案是确定的:是。

        我们发现字符串是有自动连接的特点的。

        这里只有当字符串作为宏参数的时候才可以把字符串放在字符串中。

         另外一个技巧是: 使用 # 把一个宏参数变成对应的字符串

        ##的作用

        ##可以把位于它两边的符号合成一个符号。 它允许宏定义从分离的文本片段创建标识符。

        #define ADD_TO_SUM(num, value) 
         sum##num += value; 
        ... 
        ADD_TO_SUM(5, 10);//作用是:给sum5增加10.

        image.gif

        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。

        带副作用的宏参数

        当宏参数在宏的定义中出现超过一次的时候,如果参数带有副作用,那么你在使用这个宏的时候就可能出现危险,导致不可预测的后果。副作用就是表达式求值的时候出现的永久性效果。 例如:

        x+1;//不带副作用
        x++;//带有副作用

        image.gif

        MAX宏可以证明具有副作用的参数所引起的问题。

        #define MAX(a, b) ( (a) > (b) ? (a) : (b) ) 
        ... 
        x = 5; 
        y = 8; 
        z = MAX(x++, y++); 
        printf("x=%d y=%d z=%d\n", x, y, z);//输出的结果是什么?

        image.gif

        宏和函数对比

        宏通常被应用于执行简单的运算。比如在两个数中找出较大的一个。

        #define MAX(a, b) ((a)>(b)?(a):(b))

        image.gif

        那为什么不用函数来完成这个任务?

        原因有二:

          • 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更多。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

          当然和宏相比函数也有劣势的地方:

            • 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。

            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。

            image.gif

            相关文章
            |
            11月前
            |
            存储 缓存 算法
            在C语言中,数据结构是构建高效程序的基石。本文探讨了数组、链表、栈、队列、树和图等常见数据结构的特点、应用及实现方式
            在C语言中,数据结构是构建高效程序的基石。本文探讨了数组、链表、栈、队列、树和图等常见数据结构的特点、应用及实现方式,强调了合理选择数据结构的重要性,并通过案例分析展示了其在实际项目中的应用,旨在帮助读者提升编程能力。
            292 5
            |
            11月前
            |
            C语言
            C语言编程中,错误处理至关重要,能提升程序的健壮性和可靠性
            C语言编程中,错误处理至关重要,能提升程序的健壮性和可靠性。本文探讨了C语言中的错误类型(如语法错误、运行时错误)、基本处理方法(如返回值、全局变量、自定义异常处理)、常见策略(如检查返回值、设置标志位、记录错误信息)及错误处理函数(如perror、strerror)。强调了不忽略错误、保持处理一致性及避免过度处理的重要性,并通过文件操作和网络编程实例展示了错误处理的应用。
            283 4
            |
            11月前
            |
            网络协议 物联网 数据处理
            C语言在网络通信程序实现中的应用,介绍了网络通信的基本概念、C语言的特点及其在网络通信中的优势
            本文探讨了C语言在网络通信程序实现中的应用,介绍了网络通信的基本概念、C语言的特点及其在网络通信中的优势。文章详细讲解了使用C语言实现网络通信程序的基本步骤,包括TCP和UDP通信程序的实现,并讨论了关键技术、优化方法及未来发展趋势,旨在帮助读者掌握C语言在网络通信中的应用技巧。
            236 2
            |
            11月前
            |
            并行计算 算法 测试技术
            C语言因高效灵活被广泛应用于软件开发。本文探讨了优化C语言程序性能的策略,涵盖算法优化、代码结构优化、内存管理优化、编译器优化、数据结构优化、并行计算优化及性能测试与分析七个方面
            C语言因高效灵活被广泛应用于软件开发。本文探讨了优化C语言程序性能的策略,涵盖算法优化、代码结构优化、内存管理优化、编译器优化、数据结构优化、并行计算优化及性能测试与分析七个方面,旨在通过综合策略提升程序性能,满足实际需求。
            276 1
            |
            11月前
            |
            程序员 C语言
            C语言中的指针既强大又具挑战性,它像一把钥匙,开启程序世界的隐秘之门
            C语言中的指针既强大又具挑战性,它像一把钥匙,开启程序世界的隐秘之门。本文深入探讨了指针的基本概念、声明方式、动态内存分配、函数参数传递、指针运算及与数组和函数的关系,强调了正确使用指针的重要性,并鼓励读者通过实践掌握这一关键技能。
            211 1
            |
            11月前
            |
            C语言
            【c语言】你绝对没见过的预处理技巧
            本文介绍了C语言中预处理(预编译)的相关知识和指令,包括预定义符号、`#define`定义常量和宏、宏与函数的对比、`#`和`##`操作符、`#undef`撤销宏定义、条件编译以及头文件的包含方式。通过具体示例详细解释了各指令的使用方法和注意事项,帮助读者更好地理解和应用预处理技术。
            217 2
            |
            12月前
            |
            存储 文件存储 C语言
            深入C语言:文件操作实现局外影响程序
            深入C语言:文件操作实现局外影响程序
            |
            C语言 网络协议
            C语言及程序设计进阶例程-8 预处理之宏定义
            贺老师教学链接  C语言及程序设计进阶 本课讲解 宏定义 #include &lt;stdio.h&gt; #define PI 3.1415926 int main ( ) { float r,l,s,sq,vq; printf("please enter r:"); scanf("%f", &amp;r); l=2 * PI *r; s=r * r * PI;
            1053 0
            |
            C语言
            C语言预处理之二-----宏定义那点事儿
            1、关于宏的副作用,请看下面代码:   #include stdio.h> #define GOODDEF (input+3) #define POORDEF input+3   //这里是宏的副作用最经典的例子,不穿裤子!!!如果你这样用,下面你就知错!! ...
            1065 0
            |
            16天前
            |
            存储 C语言
            `scanf`是C语言中用于按格式读取标准输入的函数
            `scanf`是C语言中用于按格式读取标准输入的函数,通过格式字符串解析输入并存入指定变量。需注意输入格式严格匹配,并建议检查返回值以确保读取成功,提升程序健壮性。
            495 0