程序环境和预处理

• 程序的翻译环境和执行环境
• 运行环境
• 预处理

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。 翻译环境：

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。 翻译阶段

顺序是从左到右，用gcc编译器可以观察到：

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。

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

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

这些预定义符号都是语言内置的。 #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（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 是一个由逗号隔开的符号表，它们可能出现在stuff中。 注意： 参数列表的左括号必须与name紧邻。 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。 定义的宏是在预处理那里就运行了，就等于在编译阶段之前就已经替换一些数据了。 例：

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

结果是110，因为文本替换之后是这样的： printf(“%d”, 10 * 10+10)); 提示： 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. 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： 4. 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。 5. 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。

##的作用 这里要说一下转义字符和宏定义的关系：

这里可以发现，如果换行之后就行不通了，这是因为我们宏定义后面多了一个回车，如果我们用\转移回车就可以多行定义了：

# 使用 # ，把一个宏参数变成对应的字符串。 例如：

#include <stdio.h>
int i = 1;
#define PRINT(FORMAT, VALUE) printf("the value of " #VALUE "is "FORMAT "\n",VALUE);
int main()
{
	PRINT("%d", i + 3);
	return 0;
}

代码中的 #VALUE 会预处理器处理为：“VALUE” 。 ## 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(num, value) \
sum##num += value;
ADD(5, 10);//作用是：给sum5增加10.

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。 宏和函数对比

命名约定 一般来讲函数的宏的使用语法很相似。所以语言本身没法帮我们区分二者。 那我们平时的一个习惯是：

把宏名全部大写 函数名不要全部大写

**#undef ** 这条指令用于移除一个宏定义。

命令行定义 许多C 的编译器提供了一种能力，允许在命令行中定义符号。用于启动编译过程。 例如：当我们根据同一个源文件要编译出不同的一个程序的不同版本的时候，这个特性有点用处。（假定某个程序中声明了一个某个长度的数组，如果机器内存有限，我们需要一个很小的数组，但是另外一个机器内存大写，我们需要一个数组能够大写。） 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。 比如说： 调试性的代码，删除可惜，保留又碍事，所以我们可以选择性的编译。 常见的条件编译指令：

//1.
#if 常量表达式
//...
#endif
//常量表达式由预处理器求值。
//2.多个分支的条件编译
#if 常量表达式
//...
#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

这些就跟之前的if语句类型，如果条件为真，下面的预处理指令就会触发，剩下的就不会触发。 如：

文件包含 我们已经知道， #include 指令可以使另外一个文件被编译。就像它实际出现于 #include 指令的地方一样。 这种替换的方式很简单： 预处理器先删除这条指令，并用包含文件的内容替换。 这样一个源文件被包含10次，那就实际被编译10次。 这样很占内存，所以不要重复包含头文件。 嵌套文件包含

comm.h和comm.c是公共模块。 test1.h和test1.c使用了公共模块。 test2.h和test2.c使用了公共模块。 test.h和test.c使用了test1模块和test2模块。 这样最终程序中就会出现两份comm.h的内容。这样就造成了文件内容的重复。 解决这种问题可以用条件编译，或者是把所有的头文件都放在一起文件然后进行引用，就像以前写的通讯录，扫雷，三子棋一样。