预处理命令

C语言源文件要经过编译、链接才能生成可执行程序：

• 编译（Compile）会将单个源文件（.c文件）转换为目标文件。对于 VC/VS，目标文件后缀为.obj；对于GCC，目标文件后缀为.o。
• 链接（Link）是针对多个文件的，它会将编译生成的多个目标文件以及系统中的库、组件等合并成一个可执行程序。

C语言程序在编译和链接之前，还需要对源文件进行一些文本方面的操作，比如文本替换、文件包含、删除部分代码等，这个过程叫做预处理，由预处理程序完成。预处理主要是处理以#开头的命令，预处理命令要放在所有函数之外，而且一般都放在源文件的前面。以#号开头的命令称为预处理命令：

文件包含命令

#include叫做文件包含命令，用来引入对应的头文件（.h文件）。#include 的处理过程很简单，就是将头文件的内容插入到该命令所在的位置，从而把头文件和当前源文件连接成一个源文件，这与复制粘贴的效果相同。

用法

• 使用尖括号< >，编译器会到系统路径下查找头文件；
• 使用双引号" "，编译器首先在当前目录下查找头文件，如果没有找到，再到系统路径下查找。
• 使用尖括号来引入标准头文件，使用双引号来引入自定义头文件

注意事项

• 一个#include命令只能包含一个头文件，多个头文件需要多个#include命令。
• 同一个头文件可以被多次引入，多次引入的效果和一次引入的效果相同，因为头文件在代码层面有防止重复引入的机制。
• 文件包含允许嵌套，也就是说在一个被包含的文件中又可以包含另一个文件。

宏定义

#define叫做宏定义命令，所谓宏定义，就是用一个标识符来表示一个字符串，如果在后面的代码中出现了该标识符，那么就全部替换成指定的字符串。这里所说的字符串是一般意义上的字符序列，不要和C语言中的字符串等同，它不需要双引号。

说明

• 宏定义不是说明或语句，在行末不必加分号，如加上分号则连分号也一起替换。
• 宏定义必须写在函数之外，其作用域为宏定义命令起到源程序结束，如要终止其作用域可使用#undef命令。
• 代码中的宏名如果被引号包围，那么预处理程序不对其作宏代替。
• 宏定义允许嵌套，在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名，在宏展开时由预处理程序层层代换。
• 习惯上宏名用大写字母表示，以便于与变量区别。
• 宏定义只是简单的字符串替换，由预处理器来处理；typedef是在编译阶段由编译器处理的，它并不是简单的字符串替换，而给原有的数据类型起一个新的名字，将它作为一种新的数据类型。

带参宏定义

C语言允许宏带有参数，在宏定义中的参数称为“形式参数”，在宏调用中的参数称为“实际参数”，这点和函数有些类似。对带参数的宏，在展开过程中不仅要进行字符串替换，还要用实参去替换形参。

说明

• 带参宏定义中，形参之间可以出现空格，但是宏名和形参列表之间不能有空格出现。
• 在带参宏定义中，不会为形式参数分配内存，因此不必指明数据类型。而在宏调用中，实参包含了具体的数据，要用它们去替换形参，因此实参必须要指明数据类型。
• 在宏定义中，字符串内的形参通常要用括号括起来以避免出错，还应该在宏定义中的整个字符串外加括号。

带参宏定义和函数的区别

• 宏展开仅仅是字符串的替换，不会对表达式进行计算。
• 宏在编译之前就被处理掉了，它没有机会参与编译，也不会占用内存。
• 函数是一段可以重复使用的代码，会被编译，会给它分配内存，每次调用函数，就是执行这块内存中的代码。

条件编译

根据不同情况编译不同代码、产生不同目标文件的机制，称为条件编译，条件编译是预处理程序的功能，不是编译器的功能。

#if 的用法

需要注意的是，表达式中不能包含变量，而且结果必须是整数。

#ifdef 的用法

如果当前的宏已被定义过，则对“程序段1”进行编译，否则对“程序段2”进行编译。

#ifndef 的用法

如果当前的宏未被定义，则对“程序段1”进行编译，否则对“程序段2”进行编译，这与 #ifdef 的功能正好相反。

总结

• 预处理功能是C语言特有的功能，它是在对源程序正式编译前由预处理程序完成的，程序员在程序中用预处理命令来调用这些功能。
• 宏定义可以带有参数，宏调用时是以实参代换形参，而不是“值传送”。
• 为了避免宏代换时发生错误，宏定义中的字符串应加括号，字符串中出现的形式参数两边也应加括号。
• 文件包含是预处理的一个重要功能，它可用来把多个源文件连接成一个源文件进行编译，结果将生成一个目标文件。
• #if后面跟的是“整型常量表达式”，而#ifdef和#ifndef后面跟的只能是一个宏名，不能是其他的。
• 条件编译允许只编译源程序中满足条件的程序段，使生成的目标程序较短，从而减少了内存的开销并提高了程序的效率。
• 使用预处理功能便于程序的修改、阅读、移植和调试，也便于实现模块化程序设计。

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