C语言-程序环境与预处理
程序怎么诞生与运行
基本预处理符号与指令
如何书写宏
例子一:offsetof 偏移量(结构体类型，成员变量)
例子二:二进制奇偶位互换（int）
语句型
返值型
getc()与getchar()有些编译器上是宏定义的，实际上就是接受了stdin（可以理解为键盘输入的文件指针）
宏与函数的区别与优劣
一些不常见的指令
Ⅰ.程序怎么诞生与运行
预编译（预处理）（显然，这个过程快于一切，所以后面代码中提到宏就会被替换，而不能作为变量名）
在这个过程中，编译器会将源文件的文本进行“更改”
将注释忽略，头文件内容的搬运，宏对源文件某位置内容的替换，等一系列预处理指令
这个过程是完全替代的过程，是本次博客的重点，等一下会重点讲
遇到“嵌套的情况”，编译器只要检测有文本中仍然
编译
语法错误，编译错误
在这个过程中，编译器会将你写的代码编译会汇编代码
语法分析
词法分析
语义分析
符号汇总
汇编
一般汇编不会出错
在这个过程，编译器会将汇编代码，汇编为一系列东西，如
形成符号表
汇编指令，二进制指令，形成(.o文件)（二进制文件）
链接
在这个过程，链接器会将（.o文件）结合“链接库”合并成段表，完成符号表的合并和符号表的重定位
一般是隔离编译，一起链接的（多个文件编译完，一切链接）
这就好说明为什么没有定义函数，但是调用了它，显示的是链接错误
运行
运行错误，与目标实际情况不符，说明思路有问
可以在Linux环境下去查看这个过程，通过指令
Ⅱ.基本预处理符号与指令&基本预处理符号与指令
2.1 预定义符号 （宏是替换的，可以作为数组元素个数，因为有些编译器不允许变长数组1）
这些都是系统内置的，直接可以用!
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
printf("file:%s line:%d\n", __FILE__, __LINE__);
2.2 #define
#define 可以定义符号，也可以定义宏，但是我理解为都是宏，因为都是替换的过程，只不过符号的话，相当于没“形参”（如果宏那边形参没用到，那就跟替换没区别），省略括号
2.2.1 书写宏
#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__ ) //！！！！！宏是替换的，带分号会导致语法错误，结果错误！！！！！
宏可以通过续行符，完成一块东西的替换
记住替换！所以是原封不动的替换
所以就有一个坑
#define max 5 + 6 int main() { printf("%d ",max * 6); return 0; }
一定要注意这里，替换过来是 5 + 6 * 6，所以结果并不是 66，而是 41，应该是 #define max （5 + 6）
#define pow(x) x * x int main() { printf("%d ", max(5 + 6)); return 0; }
同样的，预处理不会对非预处理的地方进行运算，所以这里是把 5 + 6 这个整体传了过去，也就是-> 5 + 6 * 5 + 6 ，结果不是 121，而是 41，应该是#define pow（x）（（x） * （x））
2.2.2 #define 的工作就是
有参考数的时候，将参数整体传到“形参”里，然后将定义的宏里对应位置替换了，然后再替换到原来的位置，最后这句指令在可能多次预处理后，删除
没参数的时候，后面的内容完美无缺地替换过去
2.2.3 例子
offsetof模拟
C/C++库函数查询网址：网址
offsetof (type,member)
返回值 type member
无 结构体类型名 成员变量名
可能你发现了，这里宏的好处体现了，没有类型，但是这里得是结构体，虽然你要怎么定义宏无所谓，但是替换过去能运行才行
#define OFFSETOF(TYPE,MEMBER) (int)&(((TYPE*)0)->MEMBER) // -0 省略了
你可能有一个顾虑，就是这里用了0->C语言的NULL，受保护的0地址空指针（java中null为不指向任何），但是这里只是用了这个地址的性质找到成员变量的地址罢了，并没有对值进行修改，也没有把地址引用的东西怎么怎么滴，所以没关系
我的代码仓库，码云
奇数偶数位互换
就是把一个int类型的变量的值，奇数的二进制位与偶数的二进制位互换
类函数型：
#define CHANGE(N)\ int M = 0; \ int i = 0; \ for (i = 0; i < 32; i++)\ {\ if (i % 2 == 0)\ M |= (((N) >> 1) & (1 << i)); \ else \ M |= (((N) << 1) & (1 << i)); \ }\ n=M;
返回值型
#define C(N) ((0b01010101010101010101010101010101&(N))<<1)\ +((0b10101010101010101010101010101010&(N))>>1) //不会影响原来变量的值
Ⅲ.函数与宏的对比
属性 宏 函数
代码长度 每次出现宏都会替换可能会大大增加代码长度 调用函数就可以了，长度就那么多
执行速度 快，“就是走下去一路没有阻碍，不用开辟空间然后各种操作” 需要给函数开辟空间，调用完需要销毁，这样就要花时间
操作符优先级 没进行运算，是替换，所以容易出错 运算结果直接传参
带有副作用的表达式参数 可能会一错再错，因为可能如果替换很多次，这个副作用就更大了！（副作用是指，这个表达式会影响变量的值，例如，i++ ， i = 1） 只会副作用一次，就是把运算结果传过去就好
参数类型 无顾虑 C中没有java的重载，C特别要顾虑类型，不然就会导致结果不对，甚至报错
调试 替换了之后，按 F11 不能查看情况 按 F11 可查看函数情况，容易找到错误的源头
递归 无递归 有递归，一些必须递归写的（如，汉诺塔）只有函数能写
Ⅳ.其他的预处理指令
#undef 将 #define 定义的内容取消掉，具体操作就是将这一指令以后的的宏
“ # 与 ## ”
"#"就是将宏里面的符 # 连接的参数（只有宏形参可以）转化为字符串
"##"就是连接两个左右符号，然后当作新符号
这里可以当作是预处理之前的预处理，在宏把形参替换后，他们就开始改变宏定义的文本了
这里有一个小技巧，就是两个字符串之间会直接连接，例如，“abc”“cde”-> “abccde” 两个相邻双引号融合
int i = 10;
#define PRINT(FORMAT, VALUE)\
printf("the value of " #VALUE "is "FORMAT "\n", VALUE);
...
PRINT("%d", i+3);//产生了什么效果？
通过这个宏，我们实现了打印变量名的要求！
#define ADD_TO_SUM(num, value) \ sum##num += value; ... ADD_TO_SUM(5, 10);//作用是：给sum5增加10. //当然如果你这里的5如果是变量，它并不会把值代入进去， //例如 x ，它会说 numx += 10
♥条件编译
就是通过一些处理，让此次运行与调试不经过一些代码段
1.
#if 常量表达式 //... #endif //常量表达式由预处理器求值。 如： #define __DEBUG__ 1 #if __DEBUG__ //.. #endif
2.多个分支的条件编译
#if 常量表达式（例如 1 > 2） //... #elif 常量表达式 //... #else //... #endif
3.判断是否被定义
#if defined(symbol) #ifdef symbol #if !defined(symbol) #ifndef symbol 4.嵌套指令 #if defined(OS_UNIX) #ifdef OPTION1 unix_version_option1(); #endif #ifdef OPTION2 unix_version_option2(); #endif #elif defined(OS_MSDOS) #ifdef OPTION2 msdos_version_option2(); #endif #endif
如 #if 后为真，则保留，假则删除
必须有#endif 否则不知道删除与保留多少
#if defined 与#if !defined + 宏，（这个是在代码运行前，所以不应该写任何变量）意思是如果被定义就保留
等价于#ifdef 与#ifndef
#elif，支持分支，有elif defined 没有elifdef，因为defined + 宏 相当于一个预处理的真假判断式！
♥头文件包含，#include，
当然include很常见，但是放在这里讲更方便，因为include，可以包含宏定义
原理
用 < > 会直接到库里面找头文件 #include<stdio.h>
用 “ ” 会先从你的相对文件路径(也可以绝对路径的文件名)下找有没有这个头文件，否则到库里找，如果找不到就报错 #include "filename"
然后将文件内的内容复制粘贴过来，当然宏也要替换掉
头文件包含嵌套重复
就是头文件可能在以后包含的时候被多次包含，并且头文件里可能也包含了其他头文件，等等，如果每次包含都会增加代码长度，那就得不偿失了
所以结合刚才的知识，有了这个解决方法
#ifndef __TEST_H__//第一次可以包含，第二次将跳过 #define __TEST_H__ //头文件的内容 //头文件的内容 //头文件的内容 #endif //__TEST_H__
一些IDE2，在建立头文件是时候会自动添加:>
#pragma once 一样能解决问题 ♥其他的 #error #pragma #line ...
不做介绍，自己去了解吧。
不过 #pragma , 刚才用到了，还有个用处
#pragma pack(4) ->结构体的默认对齐数
文章到此结束！谢谢观看 —>内容参考【比特科技】
可以叫我 小马，我可能写的不好或者有错误，但是一起加油鸭🦆！
这是我的代码仓库！（在马拉圈的22.12里）代码仓库
邮箱：2040484356@qq.com
并不是会变长的数组，是以变量作为数组长度的数组 ↩︎
集成开发环境 ↩︎
