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。
生成一个程序的过程可以分为四个步骤
- 预处理：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)
①：展开头文件
②：宏替换
③：条件编译
④：去掉注释 - 编译：gcc -s test. i -o test.s(编译完成之后就停下来，结果保存在test.s中)
①：检查语法
②：生成汇编代码 - 汇编：gcc -c test.i -o test.o(汇编完成之后就停下来，结果保存在test.o中)
将汇编代码生成二进制代码 - 链接：gcc test.o -o test
链接生成可执行程序
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，否则未定义这些预定义符号都是语言内置的。 举个栗子：
printf("file:%s line:%d\n", __FILE__, __LINE__);#define
#define 定义标识符
语法：
#define name stuff举个栗子：
#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__ )在define定义标识符时，建议不要在最后加上";",这样容易导致问题。 比如下面的场景：
#define MAX 1000;
if(condition)
max = MAX;
else
max = 0;这里会出现语法错误，相当于：
if(condition)
max = 1000;
;
else
max = 0;#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，这种实现通常称为宏（macro）或定义宏（definemacro）。
宏的申明方式：
#define name( parament-list ) stuffparament-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。
易错的栗子：
#define SQUARE(x) x * x
int main()
{
int a = 5;
printf("%d\n" ,SQUARE( a + 1) );
return 0;
}你可能觉得这段代码将打印36这个值。 事实上，它将打印11. 为什么？
替换文本时，参数x被替换成a + 1,所以这条语句实际上变成了： printf ("%d\n",a + 1 * a + 1 ),所以才导致打印出11.
在宏定义上加上两个括号，这个问题便轻松的解决了：
#define SQUARE(x) (x) * (x)再看一个宏定义：
#define DOUBLE(x) (x) + (x)定义中我们使用了括号，想避免之前的问题，但是这个宏可能会出现新的错误。
int a = 5;
printf("%d\n" ,10 * DOUBLE(a));看上去，好像打印100，但事实上打印的是55. 我们发现替换之后：
printf ("%d\n",10 * (5) + (5));乘法运算先于宏定义的加法，所以出现了55.
在宏定义表达式两边加上一对括号就可以很好解决这一问题
#define DOUBLE( x) ( ( x ) + ( x ) )#define 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：
- 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。
- 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。
- 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：
- 宏参数和#define 定义中可以出现其他#define定义的变量。但是对于宏，不能出现递归。
- 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。
#和##
#define PRINT(FORMAT, VALUE)\
printf("the value is "FORMAT"\n", VALUE);
...
PRINT("%d", 10);这段代码将会打印the value is 10，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
#的作用
把一个宏参数变成对应的字符串
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？代码中的 #VALUE 会预处理器处理为："VALUE" . 最终的输出的结果应该是：the value of i+3 is 13
##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
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))那为什么不用函数来完成这个任务？ 原因有二：
- 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。 - 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：
- 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。
- 宏是没法调试的。
- 宏由于类型无关，也就不够严谨。
- 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。
#define MALLOC(num, type)\
(type *)malloc(num * sizeof(type))
...
//使用
MALLOC(10, int);//类型作为参数
//预处理器替换之后：
(int *)malloc(10 * sizeof(int));宏和函数的对比：
| 性 | #define定义宏 | 函数 |
| 代 码 长 度 | 每次使用时，宏代码都会被插入到程序中。除了非常小的宏 之外，程序的长度会大幅度增长 |
函数代码只出现于一个地方；每次使 用这个函数时，都调用那个地方的同 一份代码 |
| 执 行 速 度 | 更快 | 存在函数的调用和返回的额外开销， 所以相对慢一些 |
| 操 作 符 优 先 级 | 宏参数的求值是在所有周围表达式的上下文环境里，除非加 上括号，否则邻近操作符的优先级可能会产生不可预料的后 果，所以建议宏在书写的时候多些括号。 |
函数参数只在函数调用的时候求值一 次，它的结果值传递给函数。表达式 的求值结果更容易预测。 |
| 带 有 副 作 用 的 参 数 | 参数可能被替换到宏体中的多个位置，所以带有副作用的参 数求值可能会产生不可预料的结果。 |
函数参数只在传参的时候求值一次， 结果更容易控制。 |
| 参 数 类 型 | 宏的参数与类型无关，只要对参数的操作是合法的，它就可 以使用于任何参数类型。 |
函数的参数是与类型有关的，如果参 数的类型不同，就需要不同的函数， 即使他们执行的任务是不同的。 |
| 调 试 | 宏是不方便调试的 | 函数是可以逐语句调试的 |
| 递 归 | 宏是不能递归的 | 函数是可以递归的 |
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 。
#undef NAME
//如果现存的一个名字需要被重新定义，那么它的旧名字首先要被移除。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：
- 条件编译
#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 - 多个分支的条件编译
#if 常量表达式 //... #elif 常量表达式 //... #else //... #endif - 判断是否被定义
#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
文件包含
头文件被包含的方式：
- 本地文件包含
#include "filename"先在源文件所在目录下查找，如果该头文件未找到，编译器就像查找库函数头文件一样在标准位置查找头
文件。 如果找不到就提示编译错误。 - 库文件包含
#include <filename.h>查找头文件直接去标准路径下去查找，如果找不到就提示编译错误。
-
嵌套文件包含
如何解决嵌套文件造成的文件内容重复？——>可以用 条件编译 来解决这个问题
每个头文件的开头写：#ifndef __TEST_H__ #define __TEST_H__ //头文件的内容 #endif //__TEST_H__或者：
#pragma once这样就可以避免头文件的重复引入。