楼下大妈看完广场舞都想不跳了！C语言预处理（下）

前言：

本文为C语言预处理的下篇，将继续讲解C语言预处理的基础知识。

? 传送门：楼下大爷看完直呼简单！C语言预处理（上）

一、命令行编译

❓ 什么是命令行编译？

? 在编译的时候通过命令行的方式对其进行相关的定义，叫做命令行编译。

? 介绍：许多C的编译器提供的一种能力，允许在命令行中定义符号。用于启动编译过程。当我们根据同一个源文件要编译出不同的一个程序的不同版本的时，可以用到这种特性，增加灵活性。

? 例子：假如某个程序中声明了一个某个长度的数组，假如机器甲内存有限，我们需要一个很小的数据，但是机器丙的内存较大，我们需要一个大点的数组。

#include int main() {    int arr[ARR_SIZE];    int i = 0;    for (i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {        arr[i] = i;    }    for (i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {        printf("%d ", arr[i]);    }    printf("/n");        return 0;}

? gcc 环境下测试：（VS 里面不太好演示）

gcc test.c -D ARR_SIZE=5

ls

a.out  test.c

./a.out

0 1 2 3 4 5

gcc test.c -D ARR_SIZE=20

./a.out

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

二、条件编译

0x00 介绍

? 在编译一个程序时，通过条件编译指令将一条语句（一组语句）编译或者放弃是很方便的。

? 调试用的代码删除了可惜，保留了又碍事。我们就可以使用条件编译来选择性地编译：

#include #define __DEBUG__ // 就像一个开关一样int main(void){    int arr[10] = {0};    int i = 0;    for (i = 0; i < 10; i++) {        arr[i] = i;        #ifdef __DEBUG__ // 因为__DEBUG__被定义了，所以为真        printf("%d ", arr[i]); // 就打印数组            #endif // 包尾    }    return 0;}

? 运行结果：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

❗  如果不想用了，就把 #define __DEBUG__ 注释掉：

#include // #define __DEBUG__ // 关int main(void){    int arr[10] = {0};    int i = 0;    for (i = 0; i < 10; i++) {        arr[i] = i;        #ifdef __DEBUG__ // 此时ifdef为假        printf("%d ", arr[i]);              #endif    }    return 0;}

? （代码成功运行）

0x01 条件编译之常量表达式

? 介绍：如果常量表达式为真，参加编译。反之如果为假，则不参加编译。

? 代码演示：常量表达式为真

#include int main(void) {#if 1    printf("Hello,World!/n");#endif    return 0;}

 ? 运行结果：Hello,World！

? 代码演示：常量表达式为假

#include int main(void) {#if 0    printf("Hello,World!/n");#endif    return 0;}

? （代码成功运行）

? 当然也可以用宏替换，可以表示地更清楚：

#include #define PRINT 1#define DONT_PINRT 0int main(void) {#if PRINT    printf("Hello,World!/n");#endif    return 0;}

0x02 多分支的条件编译

? 介绍：多分支的条件编译，直到常量表达式为真时才执行。

? 代码演示：

#include int main(void) {#if 1 == 2 // 假    printf("rose/n");#elif 2 == 2 // 真    printf("you jump/n");#else     printf("i jump/n")#endif    return 0;}

? 代码运行结果：you jump

0x03 条件编译判断是否被定义

? 定义：ifdef 和 if defined() ，ifndef 和 if !defined() 效果是一样的，用来判断是否被定义。

? 代码演示：

#include #define TEST 0// #define TEST2 // 不定义int main(void) {/* 如果TEST定义了，下面参与编译 */// 1#ifdef TEST    printf("1/n");#endif// 2#if defined(TEST)    printf("2/n");#endif/* 如果TEST2不定义，下面参与编译 */// 1#ifndef TEST2    printf("3/n");#endif// 2#if !defined(TEST2)    printf("4/n");#endif    return 0;}

0x04 条件编译的嵌套

? 和 if 语句一样，是可以嵌套的：

#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

三、文件包含

我们已经知道，#include 指令可以使另外一个文件被编译。就像它实际出现于 #include 指令的地方一样。替换方式为，预处理器先删除这条指令，并用包含文件的内容替换。这样一个源文件被包含10次，那就实际被编译10次。

0x00 头文件被包含的方式

?  < > 和 " " 包含头文件的本质区别：查找的策略的区别

① " " 的查找策略：先在源文件所在的目录下查找。如果该头文件未找到，则在库函数的头文件目录下查找。（如果仍然找不到，就提示编译错误）

Linux环境 标准头文件的路径：

/usr/include

VS环境 标准头文件的路径：

C:/Program Files (x86)/Microsoft Visual Studio 12.0/VC/include

② < > 的查找策略：直接去标准路径下去查找。（如果仍然找不到，就提示编译错误）

❓ 既然如此，那么对于库文件是否也可以使用 " " 包含？

? 当然可以。但是这样做查找的效率就低些，当然这样也不容易区分是库文件还是本地文件了。为了效率不建议这么做。

? 代码演示：

①  add.h

int Add(int x, int y);

②  add.c

int Add(int x, int y) {	return x + y;}

③  test.c

#include #include "add.h"int main(void) {	int a = 10;	int b = 20;	int ret = Add(a, b);	printf("%d/n", ret);	return 0;}

? 运行结果：30

0x01 嵌套文件的包含

❗  头文件重复引入的情况：

comm.h 和 comm.c 是公共模块。
test1.h 和 test1.c 使用了公共模块。
test2.h 和 test2.c 使用了公共模块。
test.h 和 test.c 使用了 test1 模块和 test2 模块。
这样最终程序中就会出现两份 comm.h 的内容，这样就造成了文件内容的重复。

❓ 那么如何避免头文件的重复引入呢？

? 使用条件编译指令，每个头文件的开头写：

#ifndef __TEST_H__#define __TEST_H__// 头文件的内容#endif

⚡ 如果嫌麻烦，还有一种非常简单的方法：

#pragma once // 让头文件即使被包含多次，也只包含一份

? 笔试题：选自《高质量C/C++编程指南》

① 头文件中的 ifnde / define / endif 是干什么用的？

答：防止头文件被重复多次包含。

② #include <filename.h> 和 #include "filename.h" 有什么区别？

答：尖括号是包含库里面的头文件的，双引号是包含自定义头文件的。它们在查找策略上不同，尖括号直接去库目录下查找。而警号双引号是现去自定义的代码路径下查找，如果找不到头文件，则在库函数的头文件目录下查找。

参考资料：

陈正冲. 《C语言深度解剖》[M]. 第三版. 北京航空航天大学出版社, 2019.

比特科技. C语言进阶[EB/OL]. 2021[2021.8.31]. .

林锐博士. 《高质量C/C++编程指南》[M]. 1.0. 电子工业, 2001.7.24.

本章完。