一、程序的翻譯環(huán)境和運行環(huán)境

重點：任何ANSI C(標準C的程序）的一種實現(xiàn)，存在兩個不同的環(huán)境

第1種是翻譯環(huán)境，在這個環(huán)境中源代碼被轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的機器指令。

第2種是執(zhí)行環(huán)境，它用于實際執(zhí)行代碼。

程序的翻譯環(huán)境

翻譯環(huán)境就是我們要做的編譯和鏈接的這個動作。

1.每個.c文件都各自獨立經(jīng)過編譯器的處理，最后又各自生成一個叫目標文件的東西（windows底下目標文件就叫做obj）

2.每個目標文件由鏈接器（linker）捆綁在一起，形成一個單一而完整的可執(zhí)行程序。

3.鏈接器同時也會引入標準C函數(shù)庫中任何被該程序所用到的函數(shù)，而且它可以搜索程序員個人 的程序庫，將其需要的函數(shù)也鏈接到程序中。

 編譯又分為三個步驟：

預(yù)編譯（預(yù)處理）：gcc test.c -E(指令）預(yù)處理后就會停止，gcc test .c -E >test.i輸出重定向到test.i這個文件 。這個階段，

1：完成了頭文件的包含，比如#include這樣指令的預(yù)處理，

2：#define定義的符號和宏的替換，

3：注釋刪除。這些都屬于文本操作。

編譯：gcc test .i -S生成 test.s文件，這階段把C語言代碼轉(zhuǎn)換成匯編代碼，1：語法分析，2：詞法分析，3：語義分析，4：符號匯總。 

 匯編：對.s文件進行匯編，gcc test .s - c（指令）生成test.o文件（.o文件在windows叫test.obj），這階段把匯編代碼轉(zhuǎn)換成了機器指令（二進制指令），生成符號表

鏈接階段

把多個目標文件和鏈接庫進行鏈接。

這個階段，1：合并段表，2：符號表的合并和重定位。

執(zhí)行環(huán)境（運行環(huán)境）

程序的執(zhí)行過程：

1. 程序必須載入內(nèi)存中。在有操作系統(tǒng)的環(huán)境中：一般這個由操作系統(tǒng)完成。在獨立的環(huán)境中，程序 的載入必須由手工安排，也可能是通過可執(zhí)行代碼置入只讀內(nèi)存來完成。

2. 程序的執(zhí)行便開始。接著便調(diào)用main函數(shù)。

3.開始執(zhí)行程序代碼。這個時候程序?qū)⑹褂靡粋€運行時堆棧（stack），存儲函數(shù)的局部變量和返回 地址。程序同時也可以使用靜態(tài)（static）內(nèi)存，存儲于靜態(tài)內(nèi)存中的變量在程序的整個執(zhí)行過程 一直保留他們的值。

4. 終止程序。正常終止main函數(shù)；也有可能是意外終止。

二、預(yù)處理詳解

預(yù)定義符號

__FILE__      //進行編譯的源文件

__LINE__     //文件當前的行號

__DATE__    //文件被編譯的日期

__TIME__    //文件被編譯的時間

__STDC__    //如果編譯器遵循ANSI C，其值為1，否則未定義

舉例：寫一個日志文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
 
int main()
{
	int i = 0;
	FILE* pf = fopen("log.txt", "a+");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen\n");
		return 1;
	}
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		fprintf(pf, "%s %d %s %s %d\n", __FILE__, __LINE__, __DATE__, __TIME__, i);
	}
	return 0;
 
}

文件內(nèi)容：

#define定義標識符

舉例：

#define定義宏

#define 機制包括了一個規(guī)定，允許把參數(shù)替換到文本中，這種實現(xiàn)通常稱為宏（macro）或定義 宏（define macro）。

這個問題，的解決辦法是在宏定義表達式兩邊加上一對括號就可以了。

#define DOUBLE( x)   ( ( x ) + ( x ) )

所以用于對數(shù)值表達式進行求值的宏定義都應(yīng)該用這種方式加上括號，避免在使用宏時由于參數(shù)中 的操作符或鄰近操作符之間不可預(yù)料的相互作用。

#define 替換規(guī)則

在程序中擴展#define定義符號和宏時，需要涉及幾個步驟。

1. 在調(diào)用宏時，首先對參數(shù)進行檢查，看看是否包含任何由#define定義的符號。如果是，它們首先 被替換。

2. 替換文本隨后被插入到程序中原來文本的位置。對于宏，參數(shù)名被他們的值所替換。

3. 最后，再次對結(jié)果文件進行掃描，看看它是否包含任何由#define定義的符號。如果是，就重復(fù)上 述處理過程。

注意：

1. 宏參數(shù)和#define 定義中可以出現(xiàn)其他#define定義的符號。但是對于宏，不能出現(xiàn)遞歸。 2. 當預(yù)處理器搜索#define定義的符號的時候，字符串常量的內(nèi)容并不被搜索。

#和##兩個預(yù)處理的工具

#可以把參數(shù)插入到字符串中 

##可以把位于它兩邊的符號合成一個符號。 它允許宏定義從分離的文本片段創(chuàng)建標識符。 

帶副作用的宏參數(shù)

當宏參數(shù)在宏的定義中出現(xiàn)超過一次的時候，如果參數(shù)帶有副作用，那么你在使用這個宏的時候就可能 出現(xiàn)危險，導(dǎo)致不可預(yù)測的后果。副作用就是表達式求值的時候出現(xiàn)的永久性效果。

例如：

x+1;//不帶副作用

x++;//帶有副作用

宏和函數(shù)對比 

宏通常被應(yīng)用于執(zhí)行簡單的運算。 比如在兩個數(shù)中找出較大的一個。

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

 那為什么不用函數(shù)來完成這個任務(wù)？

原因有二：

1. 用于調(diào)用函數(shù)和從函數(shù)返回的代碼可能比實際執(zhí)行這個小型計算工作所需要的時間更多。 所以宏比函數(shù)在程序的規(guī)模和速度方面更勝一籌。

2. 更為重要的是函數(shù)的參數(shù)必須聲明為特定的類型。 所以函數(shù)只能在類型合適的表達式上使用。反之這個宏怎可以適用于整形、長整型、浮點型等可以 用于>來比較的類型。

宏是類型無關(guān)的。

宏的缺點：

當然和函數(shù)相比宏也有劣勢的地方：

1. 每次使用宏的時候，一份宏定義的代碼將插入到程序中。除非宏比較短，否則可能大幅度增加程序 的長度。

2. 宏是沒法調(diào)試的 

3. 宏由于類型無關(guān)，也就不夠嚴謹。

4. 宏可能會帶來運算符優(yōu)先級的問題，導(dǎo)致程容易出現(xiàn)錯。

#undef移除宏

 這條指令用于移除一個宏定義。

#undef NAME //如果現(xiàn)存的一個名字需要被重新定義，那么它的舊名字首先要被移除。 

代碼如下：

命令行定義

許多C 的編譯器提供了一種能力，允許在命令行中定義符號。用于啟動編譯過程。 例如：當我們根據(jù)同一個源文件要編譯出不同的一個程序的不同版本的時候，這個特性有點用處。（假 定某個程序中聲明了一個某個長度的數(shù)組，如果機器內(nèi)存有限，我們需要一個很小的數(shù)組，但是另外一 個機器內(nèi)存大寫，我們需要一個數(shù)組能夠大寫。）

代碼如下：

在linux底下，通過gcc test.c -D M=100,下面的代碼就可以正常運行了

條件編譯 

滿足條件就編譯，不滿足條件就不參與編譯。

代碼如下：

 并不打印結(jié)果。 

#if 1為真，后面就編譯，如果為0就不編譯。 

頭文件包含 

‘頭文件包含的兩種方式：

#include"add.h" 本地文件包含，自定義的函數(shù)的頭文件用""

#include<add.h> 庫文件包含，C語言庫中提供的函數(shù)的頭文件用<>

 查找策略：先在源文件所在目錄下查找，如果該頭文件未找到，編譯器就像查找?guī)旌瘮?shù)頭文件一樣在標 準位置查找頭文件。 如果找不到就提示編譯錯誤

查找頭文件直接去標準路徑下去查找，如果找不到就提示編譯錯誤。 這樣是不是可以說，對于庫文件也可以使用 “” 的形式包含？ 答案是肯定的，可以。 但是這樣做查找的效率就低些，當然這樣也不容易區(qū)分是庫文件還是本地文件了。 

嵌套文件包含 

每個頭文件的開頭寫：

#ifndef __TEST_H__

#define __TEST_H__

//頭文件的內(nèi)容

#endif   //__TEST_H__

或者：

#pragma once

就可以避免頭文件的重復(fù)引入。 

總結(jié)

題主太累了，總結(jié)就不寫了，已經(jīng)過了零點了，要睡覺了。實在是感覺頂不住了，明天還得早起呢，希望大家也能不忘初心，堅持學(xué)下去，大家一起努力?。。。。?！ 

到此這篇關(guān)于C語言程序環(huán)境和預(yù)處理詳解分析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言 預(yù)處理內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！