一、程序環(huán)境
1、程序的翻譯環(huán)境和執(zhí)行環(huán)境
在ANSI C的任何一種實(shí)現(xiàn)中，存在兩個(gè)不同的環(huán)境。
第1種是翻譯環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中源代碼被轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的機(jī)器指令。
第2種是執(zhí)行環(huán)境，它用于實(shí)際執(zhí)行代碼。
2、編譯+鏈接
1.翻譯環(huán)境
- 組成一個(gè)程序的每個(gè)源文件通過(guò)編譯過(guò)程分別轉(zhuǎn)換成目標(biāo)代碼
- 每個(gè)目標(biāo)文件由鏈接器（linker）捆綁在一起，形成一個(gè)單一而完整的可執(zhí)行程序。
- 鏈接器同時(shí)也會(huì)引入標(biāo)準(zhǔn)C函數(shù)庫(kù)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(gè)人
的程序庫(kù)，將其需要的函數(shù)也鏈接到程序中。
2.翻譯階段
3.運(yùn)行環(huán)境
程序執(zhí)行的過(guò)程：
- 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(gè)由操作系統(tǒng)完成。在獨(dú)立的環(huán)境中，程序的載入必須由手工安排，也可能是通過(guò)可執(zhí)行代碼置入只讀內(nèi)存來(lái)完成。
- 程序的執(zhí)行便開(kāi)始。接著便調(diào)用main函數(shù)。
- 開(kāi)始執(zhí)行程序代碼。這個(gè)時(shí)候程序?qū)⑹褂靡粋€(gè)運(yùn)行時(shí)堆棧（stack），存儲(chǔ)函數(shù)的局部變量和返回
地址。程序同時(shí)也可以使用靜態(tài)（static）內(nèi)存，存儲(chǔ)于靜態(tài)內(nèi)存中的變量在程序的整個(gè)執(zhí)行過(guò)程
一直保留他們的值。- 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
1、預(yù)定義符號(hào)
| 符號(hào) | 含義 |
|---|---|
| FILE | 進(jìn)行編譯的源文件 |
| LINE | 文件當(dāng)前的行號(hào) |
| DATE | 文件被編譯的日期 |
| TIME | 文件被編譯的時(shí)間 |
| STDC | 如果編譯器遵循ANSI C，其值為1，否則未定義 |
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("line:%d\n", __LINE__);
printf("date:%s\n", __DATE__);
printf("time:%s\n", __TIME__);
return 0;
}
2、#define
1.#define定義標(biāo)識(shí)符
語(yǔ)法：
#define name stuff
栗子：
#define MAX 1000
#define reg register //為 register這個(gè)關(guān)鍵字，創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)短的名字
#define do_forever for(;;) //用更形象的符號(hào)來(lái)替換一種實(shí)現(xiàn)
#define CASE break;case //在寫case語(yǔ)句的時(shí)候自動(dòng)把 break寫上。
// 如果定義的 stuff過(guò)長(zhǎng)，可以分成幾行寫，除了最后一行外，每行的后面都加一個(gè)反斜杠(續(xù)行符)。
#define DEBUG_PRINT printf("file:%s\tline:%d\t \
date:%s\ttime:%s\n" ,\
__FILE__,__LINE__ , \
__DATE__,__TIME__ )
define定義標(biāo)識(shí)符的時(shí)候，最好不要在最后加上 ’;‘,容易發(fā)生錯(cuò)誤
2.#define定義宏
#define 機(jī)制包括了一個(gè)規(guī)定，允許把參數(shù)替換到文本中，這種實(shí)現(xiàn)通常稱為宏（macro）或定義
宏（define macro）。
申明方式：
//其中的 parament-list 是一個(gè)由逗號(hào)隔開(kāi)的符號(hào)表，它們可能出現(xiàn)在stuff中。
#define name( parament-list ) stuff
//參數(shù)列表的左括號(hào)必須與name緊鄰。
//如果兩者之間有任何空白存在，參數(shù)列表就會(huì)被解釋為stuff的一部分。
栗子：
#define A 2+2
#define B 3+3
#define C A*B
int main()
{
//這里的宏C看起來(lái)是求A*B 結(jié)果為(2+2)*(3+3)=24
//由于沒(méi)有括號(hào)C算的其實(shí)是 2+2*3+3=11
printf("%d\n", C);
return 0;
}
所以用于對(duì)數(shù)值表達(dá)式進(jìn)行求值的宏定義都應(yīng)該用這種方式加上括號(hào)，避免在使用宏時(shí)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。
3.#define替換規(guī)則
- 在調(diào)用宏時(shí)，首先對(duì)參數(shù)進(jìn)行檢查，看看是否包含任何由#define定義的符號(hào)。如果是，它們首先
被替換。 - 替換文本隨后被插入到程序中原來(lái)文本的位置。對(duì)于宏，參數(shù)名被他們的值所替換。
- 最后，再次對(duì)結(jié)果文件進(jìn)行掃描，看看它是否包含任何由#define定義的符號(hào)。如果是，就重復(fù)上
述處理過(guò)程。
注意：
- 宏參數(shù)和#define 定義中可以出現(xiàn)其他#define定義的符號(hào)。但是對(duì)于宏，不能出現(xiàn)遞歸。
- 當(dāng)預(yù)處理器搜索#define定義的符號(hào)的時(shí)候，字符串常量的內(nèi)容并不被搜索。
4.#和##
使用 # ，把一個(gè)宏參數(shù)變成對(duì)應(yīng)的字符串。
#define PRINT(n, format) printf("the value of "#n" is " format "\n", n)
int main()
{
int a = 20;
//printf("the value of a is %d\n", a);
PRINT(a, "%d");
int b = 15;
//printf("the value of b is %d\n", b);
PRINT(b, "%d");
float f = 4.5f;
//printf("the value of f is %f\n", f);
PRINT(f, "%f");
return 0;
}
##可以把位于它兩邊的符號(hào)合成一個(gè)符號(hào)。
它允許宏定義從分離的文本片段創(chuàng)建標(biāo)識(shí)符。
#define CAT(x,y) x##y
//這樣的連接必須產(chǎn)生一個(gè)合法的標(biāo)識(shí)符，否則其結(jié)果就是未定義的
int main()
{
int peoplesum = 1000;
printf("%d\n", CAT(people, sum));
printf("%d\n", peoplesum);
return 0;
}
5.帶副作用的宏參數(shù)
宏參數(shù)的副作用
當(dāng)宏參數(shù)在宏的定義中出現(xiàn)超過(guò)一次的時(shí)候，如果參數(shù)帶有副作用，那么你在使用這個(gè)宏的時(shí)候就可能出現(xiàn)危險(xiǎn)，導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的后果。副作用就是表達(dá)式求值的時(shí)候出現(xiàn)的永久性效果。
#define MAX(a, b) ( (a) > (b) ? (a) : (b) )
int main()
{
int x = 5;
int y = 8;
int z = MAX(x++, y++);
//z = ( (x++) > (y++) ? (x++) : (y++));
// 5 > 8 ? √
// x=6 y=9 z=9,y=10
printf("x=%d y=%d z=%d\n", x, y, z);//輸出的結(jié)果是什么？
return 0;
}
6.宏和函數(shù)
| 屬性 | 宏 | 函數(shù) |
|---|---|---|
| 代碼長(zhǎng)度 | 每次使用時(shí)，宏代碼都會(huì)被插入到程序中。除了非常小的宏之外，程序的長(zhǎng)度會(huì)大幅度增長(zhǎng) | 函數(shù)代碼只出現(xiàn)于一個(gè)地方；每次使用這個(gè)函數(shù)時(shí)，都調(diào)用那個(gè)地方的同一份代碼 |
| 執(zhí)行速度 | 更快 | 存在函數(shù)的調(diào)用和返回的額外開(kāi)銷，所以相對(duì)慢一些 |
| 操作符優(yōu)先級(jí) | 宏參數(shù)的求值是在所有周圍表達(dá)式的上下文環(huán)境里，除非加上括號(hào)，否則鄰近操作符的優(yōu)先級(jí)可能會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)料的后果，所以建議宏在書(shū)寫的時(shí)候多些括號(hào)。 | 函數(shù)參數(shù)只在函數(shù)調(diào)用的時(shí)候求值一次，它的結(jié)果值傳遞給函數(shù)。表達(dá)式的求值結(jié)果更容易預(yù)測(cè) |
| 帶有副作用的參數(shù) | 參數(shù)可能被替換到宏體中的多個(gè)位置，所以帶有副作用的參數(shù)求值可能會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)料的結(jié)果。 | 函數(shù)參數(shù)只在傳參的時(shí)候求值一次，結(jié)果更容易控制。 |
| 參數(shù)類型 | 宏的參數(shù)與類型無(wú)關(guān)，只要對(duì)參數(shù)的操作是合法的，它就可以使用于任何參數(shù)類型。 | 函數(shù)的參數(shù)是與類型有關(guān)的，如果參數(shù)的類型不同，就需要不同的函數(shù)，即使他們執(zhí)行的任務(wù)是相同的。 |
| 調(diào)試 | 宏是不方便調(diào)試的 | 函數(shù)是可以逐語(yǔ)句調(diào)試的 |
| 遞歸 | 宏是不能遞歸的 | 函數(shù)是可以遞歸的 |
7.命名約定
把宏名全部大寫 MAX
函數(shù)名不要全部大寫 Max
3、#undef
用于移除一個(gè)宏定義
#undef NAME
//如果現(xiàn)存的一個(gè)名字需要被重新定義，那么它的舊名字首先要被移除。
4、條件編譯
因?yàn)橛袟l件編譯指令，在編譯一個(gè)程序的時(shí)候我們?nèi)绻獙⒁粭l語(yǔ)句（一組語(yǔ)句）編譯或者放棄是很方便的。
常見(jiàn)的條件編譯指令：
- 單個(gè)分支的條件編譯
#if 常量表達(dá)式
//...
#endif
- 多個(gè)分支的條件編譯
#if 常量表達(dá)式
//...
#elif 常量表達(dá)式
//...
#else
//...
#endif
- 判斷是否被定義
#if defined(symbol)
#ifdef symbol
#if !defined(symbol)
#ifndef symbol
- 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
5、文件包含
#include 指令可以使另外一個(gè)文件被編譯。就像它實(shí)際出現(xiàn)于 #include 指令的地方一樣。
預(yù)處理器先刪除這條指令，并用包含文件的內(nèi)容替換。
這樣一個(gè)源文件被包含10次，那就實(shí)際被編譯10次。
可以利用條件編譯避免頭文件的重復(fù)引用
- 每個(gè)文件開(kāi)頭寫
#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//頭文件的內(nèi)容
#endif //__TEST_H__
#pragma once
頭文件被包含的方式
- 本地文件包含
#include "filename"
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(biāo)準(zhǔn)位置查找頭文件。如果找不到就提示編譯錯(cuò)誤。
- 庫(kù)文件包含
#include <filename.h>
直接去標(biāo)準(zhǔn)路徑下去查找，如果找不到就提示編譯錯(cuò)誤。文章來(lái)源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-583032.html
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