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1、什么是预处理器
- 预处理器是在真正的编译开始之前由编译器调用的独立程序。预处理器可以删除注释、包含其他文件以及执行宏（宏macro是一段重复文字的简短描写）替代。
- C 预处理器不是编译器的组成部分，但是它是编译过程中一个单独的步骤。简言之，C 预处理器只不过是一个文本替换工具而已，它们会指示编译器在实际编译之前完成所需的预处理。
- 所有的预处理器命令都是以井号（#）开头。它必须是第一个非空字符，为了增强可读性，预处理器指令应从第一列开始。
2、预处理器指令
| 指令 | 描述 |
|---|---|
| #define | 定义宏 |
| #include | 包含一个源代码文件 |
| #undef | 取消已定义的宏 |
| #ifdef | 如果宏已经定义，则返回真 |
| #ifndef | 如果宏没有定义，则返回真 |
| #if | 如果给定条件为真，则编译下面代码 |
| #else | #if 的替代方案 |
| #elif | 如果前面的 #if 给定条件不为真，当前条件为真，则编译下面代码 |
| #endif | 结束一个 #if……#else 条件编译块 |
| #error | 当遇到标准错误时，输出错误消息 |
| #pragma | 使用标准化方法，向编译器发布特殊的命令到编译器中 |
3、预处理器实例
- 使用 #define 定义常量可以增强可读性。
#define MAX_ARRAY_LENGTH 20
//取消已定义的 FILE_SIZE，并定义它为 42。
#undef FILE_SIZE
#define FILE_SIZE 42
//只有当 MESSAGE 未定义时，才定义 MESSAGE
#ifndef MESSAGE
#define MESSAGE "Hello world!"
#endif
//如果定义了 DEBUG，则执行处理语句。
#ifdef DEBUG
/* Your debugging statements here */
#endif
4、预定义宏
ANSI C 定义了许多宏，可以在编程时直接使用，但是不能直接修改这些预定义的宏。
| 宏 | 描述 |
|---|---|
| __DATE__ | 当前日期，一个以 “MM DD YYYY” 格式表示的字符常量。 |
| __TIME__ | 当前时间，一个以 “HH:MM:SS” 格式表示的字符常量。 |
| __FILE__ | 这会包含当前文件名，一个字符串常量。 |
| __LINE__ | 这会包含当前行号，一个十进制常量。 |
| __STDC__ | 当编译器以 ANSI 标准编译时，则定义为 1。 |
#include <stdio.h>
main()
{
printf("File :%s\n", __FILE__ );
printf("Date :%s\n", __DATE__ );
printf("Time :%s\n", __TIME__ );
printf("Line :%d\n", __LINE__ );
printf("ANSI :%d\n", __STDC__ );
}
输出：
File :a.c
Date :Jan 8 2020
Time :21:43:37
Line :8
ANSI :1
5、预处理器运算符
5.1、宏延续运算符（\）
一个宏通常写在一个单行上。但是如果宏太长，一个单行容纳不下，则使用宏延续运算符（\）
#define MSG "Hello \
world"
5.2、字符串常量化运算符（#）
当需要把一个宏的参数转换为字符串常量时，则使用字符串常量化运算符（#）。在宏中使用的该运算符有一个特定的参数或参数列表。
#include <stdio.h>
#define MSG(a,b) \
printf("I am " #a",I am "#b)
int main(void)
{
MSG(chuhe,20);
return 0;
}
输出：
I am chuhe,I am 20
5.3、标记粘贴运算符（##）
它的作用是先分隔, 然后进行强制连接
#define A1(name,type) type name_##type##_type
#define A2(name, type) type name##_##type##_type
A1(a1, int); /* 等价于: int name_int_type; */
A2(a1, int); /* 等价于: int a1_int_type; */
解释:
(1). 在第一个宏定义中，预处理器会把name_##type##_type解释成3段：name_、type、以及_type，这中间只有type是在宏前面出现过的，所以它可以被宏替换.
(2). 而在第二个宏定义中，所以预处理器会把 name##_##type##_type解释成4段：name、_、type以及_type，这其间，就有两个可以被宏替换了.
5.4、参数化的宏
例如，计算一个数的平方：
int square(int x)
{
return x * x;
}
用宏重写
#define square(x) ((x) * (x))
- 在使用带有参数的宏之前，必须使用 #define 指令定义。
- 参数列表是括在圆括号内，且必须紧跟在宏名称的后边。
- 宏名称和左圆括号之间不允许有空格。
再如：
#define MAX(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
6、gcc编译器查看替换后的编码
#include <stdio.h>
#define square(x) ((x) * (x))
int main()
{
int a=5;
printf("%d\n",square(a));
}
假设上述代码文件名为a.c执行以下命令：
gcc a.c -E
可看到，预编译后的代码
int main()
{
int a=5;
printf("%d\n",((a) * (a)));
}
7、头文件相互包含导致的重定义错误
- 以下为C语言通用头文件框架，可避免头文件相互包含导致的重定义错误
- 包含多次也不会报错
#ifndef a_h //a_h可以随便写，通常是把头文件的.换成_
#define a_h 1
...//包含需要的头文件
#endif