编译预处理
第六章 预处理
例
#define PI 3.1415926 #define S(r) PI*r*r main( ) { float a , area ; a=3. 6 ; area=S(a) ; /* area=3.1415926*a*a ; */ printf("r=%f\n area=%f\n", a , area) ; }
例.
#define N 2 #define M N+1 #define NUM 2*M+1 void main( ) { int i; for( i=1; i<= NUM; i++) }
问程序中for 循环执 问程序中 行的次数是( 行的次数是 6 )。 。
printf("%d", i);
< 2000年秋 二级考题 年秋C二级考题 年秋 二级考题> 5，11 宏定义为 #define f(a,b,x) a*x+b 写出下列程序段的输出结果： 写出下列程序段的输出结果： printf("%d, %d\n", f(1,2,3), f( f(1,2,3) , 4, 2) ); 2. 在宏定义时，宏名与括号之间没有空格，否则将空格以后 在宏定义时，宏名与括号之间没有空格， 的字符都作为替代字符串的一部分。 的字符都作为替代字符串的一部分。 例如: 例如 #define S□(r) □3.14*r*r □ 被认为S 是符号常量， 被认为 是符号常量，它代表字符串 “ (r) □3.14*r*r ” 。 如果在语句中有 area=S(a); 被展开为： area=(r) □3.14*r*r (a) ; 则其中 area 被展开为： 这是错误的。 这是错误的。
第六章 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。
编译预处理的作用
编译预处理的作用编译预处理是编译器在编译源代码之前所进行的一系列处理，它的主要作用是对源代码进行一些预处理，以便于编译器更好地进行编译。
编译预处理的主要任务包括宏定义、文件包含、条件编译等。
本文将从这些方面来介绍编译预处理的作用。
一、宏定义宏定义是编译预处理中最常用的功能之一。
它可以将一些常用的代码片段定义为宏，以便于在程序中多次使用。
例如，我们可以将一个常用的输出语句定义为宏：#define PRINTF(x) printf("%d\n", x)这样，在程序中就可以直接使用PRINTF(x)来输出x的值了。
宏定义的好处在于可以减少代码量，提高代码的可读性和可维护性。
二、文件包含文件包含是编译预处理中另一个重要的功能。
它可以将一个或多个头文件包含到源代码中，以便于使用头文件中定义的函数和变量。
例如，我们可以在程序中包含stdio.h头文件：#include <stdio.h>这样，在程序中就可以使用stdio.h中定义的函数和变量了。
文件包含的好处在于可以将一些常用的函数和变量封装到头文件中，以便于在多个程序中共享使用。
三、条件编译条件编译是编译预处理中最灵活的功能之一。
它可以根据不同的条件编译不同的代码，以便于在不同的平台上运行程序。
例如，我们可以使用#ifdef和#endif来判断是否定义了某个宏：#ifdef DEBUGprintf("debug mode\n");#endif这样，在程序中就可以根据是否定义了DEBUG宏来输出不同的信息了。
条件编译的好处在于可以根据不同的平台和需求编译不同的代码，以提高程序的灵活性和可移植性。
四、其他功能除了宏定义、文件包含和条件编译外，编译预处理还有一些其他的功能，如注释删除、行连接、字符转义等。
这些功能虽然不如前面三个功能重要，但也对编译器的编译效率和代码的可读性有一定的影响。
编译预处理是编译器在编译源代码之前所进行的一系列处理，它的主要作用是对源代码进行一些预处理，以便于编译器更好地进行编译。
第10章-编译预处理ppt课件(全)
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带参数的宏定义(续)
【例10-3】用宏来定义多个语句的例子。
宏的使用有很多好处，不仅可以简化程序的书写，而且便于程序的 修改和移植，使用宏名来代替一个字符串，可以减少程序中重复书写某 些字符串的工作量。
根据宏定义中是否有参数，可以将宏分为不带参数的宏定义与带参 数的宏定义两种，下面分别讨论这两种宏的定义与调用。
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10.1.1 不带参数的宏定义
不带参数的宏的宏名后面没有参数，不带参数的宏定义又称简单宏 定义。其定义的一般形式为：
宏定义是用一个标识符来表示一个字符串，这个字符串可以是常量、变量或表 达式。在宏替换时，用该字符串代换宏名。根据宏定义中是否有参数，可以将宏分 为不带参数的宏定义与带参数的宏定义两种。在写带有参数的宏定义时，宏名与带 括号参数间不能有空格，否则将空格以后的字符都作为了替换字符串的一部分，这 样就变成不带参数的宏定义了。不要把带参数的宏定义与带参数的函数混淆，带参 的宏定义在预处理时只是字符串的替换，而带参的函数却是将实参的值一一对应的 传递给形参。
#define 宏名 字符串 其中，“#”表示预处理命令。define是关键字，表示该命令为宏定 义。为了与一般的普通变量相区别，宏名一般使用大写。“字符串”一 般为常量、表达式或字符串。 在进行预处理时，系统会将程序中的“宏名”用“字符串”来替换。
-5-Biblioteka 10.1.1 不带参数的宏定义
第8章 编译预处理
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第8章 编译预处理
8.2 文件包含@include
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所谓“文件包含”处理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,即将另外的文件包含到本文件之 中。C语言提供了#include命令用来实现“文件包含”的 操作。一般形式为: #include “文件名” 或 #include <文件名> 在程序设计中，文件包含是很有用的。有些公用的符号常 量或宏定义等可单独组成一个文件，在其他文件的开头用 包含命令包含该文件即可使用。这样，可避免在每个文件 开头都去书写那些公用量，这样可以节省时间、减少出错。 对于C系统提供的标准库函数，也可以通过文件包含使之 包含到当前的程序里，从而实现库函数的调用。例如在前 面章节中已经用到的文件包含处理：
宏定义#define
2. 带参有宏定义
在以上例子中，要注意如下问题： （1）带参宏定义中，宏名和形参表之间不能随 便加入空格；否则将空格以后的字符都作为替代 字符串的一部分。 例如把上例中的宏定义： #define MAX(x,y）(x>y)?x:y 写成： #define MAX (x,y）(x>y)?x:y 将被认为是无参宏定义，宏名定义MAX代表字符 串(x,y）(x>y)?x:y 。 在上例中的宏定义语句中插入空格后，编译将失 败。
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第8章 编译预处理
8.2 文件包含@include (4) 如果文件file1包含文件file2，而在文件file2中又要包含文件file3的 内容，则可在文件file1用两个#include命令分别包含文件file2和文件 file3，而且文件file3要出现在文件file2之前，即在文件file1.c中定义： #include <file3.h> #include <file2.h> 这样file1和file2都可以用file3的内容。 (5) 在一个被包含文件中又可以包含另一个被包含文件，即文件包含 是可以嵌套的。 (6) 被包含文件(如file2.h)与其所在文件（如file1.c），经编译预处理后 已成为同一文件，因此，如果file2.h中有全局静态变量，它在文件 file1.c中有效，不必用extern声明。
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。
编译预处理语句
编译预处理语句
在编译过程中，预处理器是第一步，它会对源代码进行处理，生成新的代码。
以下是几个常见的编译预处理语句：
1. `#include`：用于在程序中包含头文件，实现代码的模块化。
例如：`#include <stdio.h>`
2. `#define`：用于定义宏，可以将一些常量或函数进行简化。
例如：`#define PI 3.14159`
3. `#ifdef`和`#ifndef`：用于条件编译，根据条件决定是否编译
某些代码块。
例如：
```
#ifdef DEBUG
printf("Debug mode is enabled.\n");
#endif
```
4. `#if`和`#endif`：用于条件编译，根据条件决定是否编译某些代码块。
例如：
```
#if X > 0
...
#endif
```
5. `#pragma`：用于向编译器发出特定的指令。
例如：`#pragma pack(1)`用于设定结构体以字节对齐方式进行排列。
这些预处理语句是在编译过程中进行处理的，可以根据需要进行使用，以便更好地管理和控制代码的编译过程。
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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 10
SIZE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。
说明：①注意参数有括号与无括号的区别，这里只是进行直接的替换，不进行其他任何操作。
②宏替换之后为一个字符串，不是一个值。
③在带参的宏定义中宏名与（形参）之间不能有空格，否则则被认为是无参宏定义，会将空格后面的字符都当做替换字符串的一部分。
如：
#define Y （x) x*x
K=Y(5);
宏替换为
K=(x) x*x(5)
④这里虽然哟形参与实参但是，与函数调用时不同，这里只是简单的替换，不存在数值传递。
形参不占内存，不必进行类型说明。
但实参的值是要进行类型说明的。
⑤带参宏与带参函数区别：
带参宏不存在数值传递，不占运行时间，占用编译预处理时间。
而函数的调用占运行时间，且时间比宏长。
由于宏替换是原样替换，所以宏展开后，源程序会增长，但函数调用则不会。
此外，有返回值函数会返回一个数值，无返回值函数进行其他操作。
而宏替换只进行替换，不进行计算，赋值等其他任何操作。
⑥仍用#undef 宏名（形参）终止。
3 文件包含
文件包含是指一个源程序文件将另一个指定文件的全部内容包含进来，即将一个文件包含到另一个文件中去，形成一个文件。
一般放在C程序的前面。
格式为
#include<文件名>或者#include”文件名”
说明：
①文件名是指在磁盘中的文本文件名字且包含扩展名。
扩展名后缀是自己制定的。
②在预编译过程中，预编译程序将用包含的文件中的内容替换此命令行。
③由于文件一般写在开头，也叫头文件
④一个包含命令只能包含指定的一个文件，若有多个文件需要包含时，则要引用多个包含命令。
⑤包含文件可以嵌套，即包含文件中还可以包含其他文件。
⑥包含文件中一般包含一些公用的#define命令行，定义的函数等
⑦在程序开发时，可以把一些宏定义，一些自定义函数分别存入不同的文件中，当需要使用某类宏定义或某函数时，就该函数或宏定义所在的文件包含到程序的开头。
⑧文件包含是很有用的，一个大的程序可以分为多个模块，单独编写成多个文件，再由包含命令合之为一个文件。