编译预处理
程序编译的四个步骤
程序编译的四个步骤程序编译通常涉及以下四个步骤：预处理、编译、汇编和链接。
1.预处理预处理是编译过程的第一步，它主要负责对源代码进行一些预处理操作。
预处理器工具通常被称为预处理程序，它会根据源代码文件中的预处理指令来修改源代码。
预处理指令位于源代码文件的开头，以“#”字符开头。
预处理指令主要包括宏定义、条件编译和包含文件等。
在预处理阶段，预处理器会执行以下操作：-展开宏定义：将代码中的宏定义替换为相应的代码片段。
-处理条件编译：根据条件编译指令的结果，决定是否包含或排除一些代码。
-处理包含文件：将文件中的包含文件指令替换为实际的文件内容。
预处理后的源代码通常会生成一个中间文件，供下一步编译使用。
2.编译编译是程序编译过程的第二个阶段。
在编译阶段，编译器将预处理生成的中间文件翻译成汇编语言。
编译器会按照源代码的语法规则，将源代码转换为汇编语言指令，生成目标文件（也称为汇编代码文件）。
编译器在编译过程中执行以下操作：-词法分析：将源代码分割为多个词法单元，如关键字、标识符和运算符等。
-语法分析：根据语言的语法规则，分析词法单元的组合，生成语法树。
-语义分析：检查语法树的语义正确性，进行类型检查等。
-优化：对生成的中间代码进行各种优化，以提高程序执行效率。
编译器输出的目标文件通常是汇编语言形式的代码，以便下一步汇编使用。
3.汇编汇编是编译过程的第三个阶段，它将编译器生成的汇编代码翻译成目标机器码。
汇编器（或称为汇编程序）将汇编代码中的指令和操作数翻译为目标机器指令的二进制表示。
汇编器在汇编过程中执行以下操作：-识别和解析汇编指令：将汇编代码中的汇编指令和操作数分割解析。
-确定存储器地址：根据符号的引用和定义，计算并分配存储器地址。
-生成目标机器指令：将汇编指令和操作数翻译为目标机器指令的二进制表示。
汇编器的输出是一个或多个目标文件，每个目标文件都包含可在目标机器上执行的二进制指令。
4.链接链接是编译的最后一个阶段，它将多个目标文件和库文件组合在一起，生成最终的可执行文件。
c程序的四个基本操作过程
c程序的四个基本操作过程
C程序的四个基本操作过程通常指的是预处理（Preprocessing）、编译（Compilation）、汇编（Assembly）和链接（Linking）。
这是源代码转化为可执行程序的过程中的四个主要步骤。
1. **预处理**：这一步处理源代码中的预处理指令，比如#include 指令，它会把包含的文件内容插入到程序中。
此外，预处理器还会处理条件编译指令，如#ifdef和#endif，以决定哪些代码段是否应该编译。
2. **编译**：编译器将预处理后的代码转化为汇编语言。
这个阶段会检查语法错误，并生成与源代码对应的汇编代码。
3. **汇编**：汇编器将编译器生成的汇编代码转化为目标文件（通常是.o文件）。
这个阶段会将汇编代码转化为机器语言，但还没有进行链接。
4. **链接**：链接器将所有的目标文件和库文件合并成一个可执行文件。
这个过程包括解决符号引用（例如函数调用），确保所有的依赖关系都得到满足。
以上就是C程序的四个基本操作过程。
在编写和运行C程序时，理解这些步骤是非常重要的，因为它们决定了程序的构建方式和运行效果。
第10章 预处理过程
20
考虑圆括号对宏的影响： #define squ (x) x*x #define sqa (x) (x)* x #define sq (x) ((x)* (x)) //这个宏实现求表达式平方的功能 int k=squ(1+2)/squ(2+1); //宏展开为： int k=1+2*1+2/2+1*2+1; //相当于 int k=7; int m=sqa(1+2)/sqa(2+1); //宏展开为： int m=(1+2)*1+2/(2+1)*2+1; // 相当于 int m=4; int n=sq(1+2)/sq(2+1); // 展开为： int n=((1+2)*(1+2))/((2+1)*(2+1)); // 相当于 int n=1;
9
[例] #define引入CALLBACK作为占位符，标识符 CALLBACK处理为一个空白。
#include< iostream.h> #define CALLBACK CALLBACK void f (char* s) { cout<<s<<endl; } void main () //表示f当作回调函数, { void ( *pf )( char* )=&f; ( *pf ) ("CALLBACK funct"); //输出: CALLBACK funct } //在字符串中的宏名CALLBACK不被替换
4
续行符\即反斜杠\之后紧跟换行符(硬回车)结束的行 与下一行合并为单独的一行，这要求反斜杠\与换行符之间 没有空格即反斜杠\之后紧跟换行符(硬回车)，标记为\， 不能写为\ 。 硬回车实际上是不可见的。可以用续行符\来处理一 行容纳不下的宏替换指令。 例如： #define LONGTEXT abc*d[ i ] \ +b[ i ]/c[ j ]- d[ k ] 合并为内在的逻辑行： #define LONGTEXT abc*d[i]+b[i]/c[j]-d[k] 预处理指令可以分布在源程序的任何位置，但应与程序 源代码控制流程分隔开来。非空的源程序结束于前面没有反 斜杠的换行符。
编译预处理
编译预处理1概述：编译预处理是在源程序正式编译前的处理。
预处理名令一般写在程序的最开头，并且以#开头的命令。
编译预处理命令不是c语言本身的组成部分，也不属于c语句，不能直接对他们编译。
在代码的正式编译之前（编译即指转换成二进制的机器语言），系统先对预处理命令进行处理，然后再由编译程序对处理后的程序进行正常的编译，得到可执行文件。
即对一个源程序进行编译时，系统会先引用预处理命令对源程序中的预处理部分进行处理，然后自动进行源程序的编译。
C语言提供3中预处理命令：宏替换文件包含条件编译他们均以#开头，并独占一个书写行，语句结尾不用；作为结束符。
2 宏替换（宏定义）分为两种：（1）无参数的宏替换是指用一个指定的标识符（即宏名）来代表程序中的一个字符串。
格式#define 宏名字符串如#define SIZE 10SIZE为宏名，此命令执行后，预处理程序对源程序中的所有SIZE的标识符用10替换。
说明：①宏名一般用大写字符，但不是必须的。
②字符串可以是常量，表达式，语句或多条语句可以是任何语句如输出语句，赋值语句等等③宏定义与变量定义不同，只是做字符的简单替换，不占内存空间，也不赋值④结尾不能加；，如果加了；，则；也作为字符串的一部分，一同参与替换。
⑤宏定义允许嵌套定义，即在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名。
⑥宏定义要写在函数之外的，一般写在程序的开头，作用范围是从定义到本文件结束，出来这个文件失去作用了。
若要终止其作用，在需要终止前面加#undef 宏名⑦若宏名出现在双引号中，则将不会发生宏替换。
如printf(“ADD”) ADD是宏，这里不会进行宏替换了⑧替换文本不替换用户标识符中的成分宏名ADD不会替换标识符ADDIP中的ADD（2)有参数的宏替换宏定义中的参数为形式参数，在宏调用中的参数为实际参数。
格式：#define 宏名（形参）字符串各参数间用,隔开。
替换时，不仅要将宏展开，还要将形参替换为实参，但是仅仅是替换而不会去运算得出一个值，这点千万注意。
预编译处理
预编译处理【学习目标】◇理解编译预处理的概念。
◇了解宏定义的概念，掌握简单宏定义和带参数的宏定义的格式和使用方法。
◇了解文件包含的概念，掌握文件包含的格式和使用方法。
能在程序中合理使用#include预处理指令◇了解条件编译的概念，掌握条件编译的三种格式及其使用方法。
能在程序中合理使用#define, #if, #ifndef, #else, #undef, #elif等指令。
【重点和难点】重点：编译预处理的概念，简单的宏定义与文件包含指令的用法。
难点：带参宏定义，条件编译指令，会用条件指令解决文件的重复包含问题。
【学习方法指导】本章的内容比较简单，严格说来，它也不算是C++语言的组成部分。
但是，一般说来，任何程序都离不开预编译指令。
特别是文件包含指令和条件编译指令，应把它们搞清楚。
虽然可以用宏定义的方法定义常数，但推荐使用const语句定义常量。
在编程中，如果我们能恰当地运用条件编译，就可以提高程序运行的效率。
【知识点】宏定义；宏替换；简单的宏定义；带参数的宏定义；文件包含；条件编译第一节宏定义我们用C++进行编程的时候，可以在源程序中包括一些编译命令，以告诉编译器对源程序如何进行编译。
这些命令包括：宏定义、文件包含和条件编译，由于这些命令是在程序编译的时候被执行的，也就是说，在源程序编译以前，先处理这些编译命令，所以，我们也把它们称之为编译预处理，本章将对这方面的内容加以介绍。
实际上，编译预处理命令不能算是C++语言的一部分，但它扩展了C++程序设计的能力，合理地使用编译预处理功能，可以使得编写的程序便于阅读、修改、移植和调试。
预处理命令共同的语法规则如下：◇所有的预处理命令在程序中都是以"#"来引导如"#include "stdio.h""。
◇每一条预处理命令必须单独占用一行，如"#include "stdio.h" #include <stdlib.h>" 是不允许的。
程序编译的四个阶段
程序编译的四个阶段
四个阶段分别是： 预处理，编译，组装，链接
1. 预处理将头⽂件展开，将宏定义替换，⽣成符号⽂件.S
2. 编译则包含了词法检查，语法检查，权限检查, 代码优化
3. 组装：将编译后的代码组装成机器码，形成位置⽆关的⽬标⽂件 .o
4. 链接将多个位置⽆关的⽬标⽂件合并成可执⾏⽂件
可见组装才是平台相关的，之前的操作都与平台⽆关，换句话说是编译前端和编译后端
具体有个例⼦
⼀个类的成员变量修改了访问控制符，在另外⼀个⽂件被引⽤，是否必须编译修改的⽂件才能链接成功？答案是不需要
例如我们有 abc.hpp abc.cpp 定义了⼀个class
class a {
public:
int a = 0;
};
在main.cpp 中有引⽤
int main(){
a a;
std::cout << a.a;
}
这样是可以编译成功
# ⽣成main.o abc.o
g++ -c main.cpp abc.cpp
# 链接
g++ -o main main.o abc.o
# 成功
然后修改public为private 重新编译abc
g++ -c abc.cpp
# 重新链接
g++ -o main main.o abc.o
#成功！且可以执⾏
但是重新编译main.cpp
g++ -c main.cpp
#失败，提⽰⽆法访问private成员
可见，访问权限是在编译期检查的，编译成⽬标⽂件后，就不会去检查了
总结
编译成⽬标⽂件或者库⽂件后，不会再去检查权限位了，运⾏时照样可以访问。
C语言程序设计 第3版 第9章 编译预处理
#include "test2.c" static int sum(int n) {
int i,s=0; for(i=1;i<=n;i++)
s=s+fact(i); return s; }
static int fact(int n) {
C语言程序设计
第9章 编译预处理
第1讲：编译预处理基本形式
提纲
1.宏定义 2.文件包含 3.条件编译
1.宏定义
不带参数宏定义 带参数宏定义
格式：
#define 标识符 字符串
功能：
指定标识符代替一个较复杂的字符串。
注意说明：
（1）宏名一般习惯用大写字母，例如宏名PI。 （2）宏名用做代替一个字符串，不作语法检查。 （3）宏定义无需在末尾加“；” （4）宏定义的有效范围为#undef命令终止。 （5）在进行宏定义时，可以引用已定义的宏名。
char web[50]; int i=0; gets(web); while(web[i]!='\0') {
#if(R==1) if(web[i]>='A'&&web[i]<='Z') {web[i]=web[i]+32; i++;}
#else if(web[i]>='a'&&web[i]<='z') {web[i]=web[i]-32; i++;}
形式3：
#ifndef 标识符 程序段1
#else 程序段2
第八章编译预处理
《C语言程序设计》 数组
文件包含示例： aaa.c文件
#include “bbb.c”
bbb.c文件 int max(int x,int y) பைடு நூலகம் if(x>y) return x; else return y; }
输出结果: 0 1 1 0
《C语言程序设计》 数组
8.2 文件包含
文件包含是指一个文件可以把其它文件的内容包 含进来，其一般格式为： 首先在当前目 格式1: #include “文件名” 录中查找被包 含的文件，找 格式2: #include <文件名> 不到时再按系 统指定的标准 仅在系统指定的标准目录 目录中查找。 中查找被包含的文件。
#ifdef 标识符 程序段1 [#else 程序段2] #endif #ifndef 标识符 程序段1 [#else 程序段2] #endif #if 表达式 程序段1 [#else 程序段2] #endif
#undef 标识符
[例8.5] 条件编译
《C语言程序设计》 数组
第八章作业
8.1 下列程序意在打印出22、32和42。请根据程序的 运行结果分析该程序是否正确。请把宏改写为函数， 再进行分析。 #define SQR(a) ((a)*(a)) main() { int i,x=2; for(i=1;i<=3;i++) printf(“%d “,SQR(x++)); } 8.2 分别用宏和函数完成，从两个数中找出最大数。
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文件包含
文件包含是指一个源文件可以将另外一个源文件的全部内 容包含进来，即将另一个C语言的源程序文件嵌入正在进
#include <文件名>
#include “文件名”
其中“文件名”指被嵌入的源程序文件中的文件名，必须 用尖括号或双引号括起来。通过使用不同的括号使查找嵌
（2） 文件file.c #include “stdio.h” #include “pformat.h” main( ) {
int a,b,c,d; char string[ ]=“STUDENT”; a=1;b=2;c=3;d=4; PR(D1,a); PR(D2,a,b); PR(D3,a,b,c); PR(D4,a,b,c,d); PR(S,string); }
注意在编译时，这两个文件不是用link命令实现联接，而是作为一个源程序 进行编译，并得到一个相应的目标文件（.obj）。因此被包含的文件应该是 源文件。
使用#include语句要注意以下几点：
（1）一个#include语句只能指定一个被包含文件， 若包含n个则需n个#include语句。
（2）若#include语句指定的文件内容发生变化，则 应该对包含此文件的所有源文件重新编译处理。
常用技巧
1，防止一个头文件被重复包含 #ifndef COMDEF_H #define COMDEF_H //头文件内容 #endif
2，得到指定地址上的一个字节或字 #define MEM_B( x ) ( *( (byte *) (x) ) ) #define MEM_W( x ) ( *( (word *) (x)出现用双引号括起来的字符串中的字 符，若与宏名同名，不进行替换。例如第（5）点 的例子中printf函数内有两个S字符，一个在双引 号内的S不被替换，而另一个在双引号外的S将被
替换。
带参数的宏定义
带参数的宏定义不仅要进行字符串的替换，而且
#define <宏名>(<参数表>)<带参数的替换序列>
3，求最大值和最小值
#define MAX( x, y ) ( ((x) > (y)) ? (x) : (y) )
#define MIN( x, y ) ( ((x) < (y)) ? (x) : (y) )
4，得到一个field在结构体(struct)中的偏移量 #define FPOS( type, field ) \ ( (dword) &(( type *) 0)-> field ) 例如： #define FPOS(type,field) ( (dword) &(( type *) 0)-> field ) typedef unsigned long dword; typedef struct student {
对使用带参数的宏定义需要说明几点
（1）对用宏定义定义的字符序列中的参数要用圆括号括起 来，而且最好把整个字符串也用括号括起来，以保证在任 何替换情况下都把宏定义作为一个整体，并且可以有一个 合理的计算顺序，否则宏展开后，可能会出现意想不到的
#define S(r) 3.14159* r* r …
area=S(a+b);
（3）使用宏定义可以减少程序中重复书写字符串 的工作量，提高程序的可移植性。例如，定义数
#define arr_size 100 int array[arr_size];
这时数组的大小为100，若改变数组大小，则： #define arr_size 200
（4）宏定义命令一般写在文件开头、函数之前，作为文 件的一部分，宏名的有效范围为宏定义之后到本源文件结 束。如果要强制终止宏定义的作用域，可以使用#undef命
编译预处理
编译预处理
了解条件编译的使用方法。
C语言的编译系统分为编译预处理和正式编译，这是C 语 言的一大特点，其中编译预处理是它和其他高级语言的一 个重要区别。编译C语言程序时，编译系统中首先是编译 预处理模块根据预处理命令对源程序进行适当的处理，然 后才是对源程序的正式编译：对加工过的C源程序进行语
注意#if预处理语句中的表达式是在编译阶段计算值的，因
而此处的表达式不能是变量，必须是常量或用#define定 义的标识符。
4. #undef
其作用：将已定义的标识符变为未定义的。例如：
#undef DEBUG #ifdef DEBUG 为假（0）， #ifndef DEBUG 为真（非0）。
预处理命令均以符号“#”开头，并且一行只能写一条预处 理命令，结束时不能使用语句结束符，若预处理命令太长， 可以使用续行标志“＼”后续写在下一行，一般将预处理
宏定义
C
不带参数的宏定义
不带参数的宏定义通常用来定义符号常量， 即用一指定的宏名（即标识符）来代表一
#define<宏名> <替换序列>
PI的有效范围
#define PI 3.14159 {
…… } #undef PI … …
main( )
PI的有效范围
fly1( )
（5）进行宏定义时可以引用已定义的宏名，宏展开是层
#define PI 3.14159 #define R 4.0 #define L 2* PI* R #define S PI* R* R main( ) { printf(“L=%f＼nS=%f＼n”,L,S); } 经过宏展开后，printf函数中的输出项L、S L -- 2* 3.14159* 4.0 S -- 3.14159* 4.0* 4.0 printf函数被展开成: printf((“L=%f＼nS=%f＼n”,2* 3.14159* 4.0, 3.14159* 4.0*
宏展开过程：程序中若有带实参的宏，则按
#define指定的替换序列从左至右进行替换。若宏 定义中包含有形参，则用程序中相应的实参替换 形参，其中实参可以是常量、变量或表达式；
从键盘输入两个数，输出较小的数。
#include “stdio.h” #define MIN(a,b) ((a)<(b)?(a):(b)) main() { int x,y; printf (“输入两个数”); scanf (“%d,%d ”,&x,&y); printf (“MIN=%d”,MIN(x,y)); } 以上程序执行时，用序列((x)<(y)?(x):(y))来替换MIN(x,y)。
其作用：若标识符没有定义，程序段1参加编译，否则程 序段2参加编译，其中#else
#ifndef
程序段1
#endif
#ifndefDEBUG
printf(“x=%d,y=%d＼n”,x,y);
#endif
若DEBUG没有定义，则在程序运行时输出 x,y的值；若用#define定义了DEBUG，则 此处的printf
printf(“count=%d”,count);
}
对于宏定义的使用，作以下几点说明：
（1）预处理模块只是用宏名作简单的替换，不作语法检查，
（2）没有特殊的需要，一般在预处理语句的行末不必加分 号， #define ESC 0x1B; …… while((c=getch( ))!=ESC) …… 经过宏展开后，while while((c=getch( ))!=0x1B;)
（3）文件包含命令可以嵌套使用，即一个被包含的 文件中可以再使用#include语句包含另一个文件， 而在该文件中还可以再包含其它文件，通常允许 嵌套10
条件编译
C语言的编译预处理程序还提供了条件编译能力，使得可 以对源程序的一部分内容进行编译，即不同的编译条件产
1. #ifdef 程序段1
#else 程序段2
其中宏名常用大写字母表示，宏名与替换序列 （即字符序列）之间用空格符分隔。在程序中， 经编译预处理后，就进行宏展开，凡是宏名出现 的地方被替换为它所对应的替换序列。
从键盘连续输入字符，统计其中的小写字母的个数，直到 按ESC
#include “stdio.h”
#define ESC 0x1B
图表示了“文件包含”的含意，原来的源程序文 件mypro.c和用文件包含命令嵌入的源程序文件 file1.c在逻辑上被看成同一文件，经过编译以后生 成一个目标文件mypro.obj
file1.c： 被嵌入的文 件
mypro.c：
源程序文件
编译
#include “file1.c”
mypro.obj： 目标文件
mul= S(x,y)
mul=(a,b)a* b(x,y)
（3）把函数和带参数的宏要区分开，虽然它们有相似
区别
函数
类
型
带参数的宏
先计算出实参表达式的值， 不计算实参表达式的值，直接用
是否计算实参的值
然后代替形参
实参进行简单的替换
何时进行处理、分 配内存单元
类型要求
调用情况
在程序运行时进行值的处理、 编译时进行宏展开，不分配内存
#endif 其作用：若标识符已经被定义过（一般用#define命令定 义），那么程序段1参加编译，否则程序段2参加编译，其 中#else
#ifdef 程序段1
#endif
#ifdef DEBUG printf(“x=%d,y=%d＼n”,x,y); #endif 若DEBUG #define DEBUG 则在程序运行时输出x,y的值，以便调试时用于分析；若
area=3.14159* a+b* a+b; 显然是由于在进行宏定义时，对r没有加括号造成与设计的原
area=3.14159* (a+b) * (a+b);