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程序的翻译环境
程序的执行环境
详解:C语言程序的编译+链接
预定义符号介绍
预处理指令 #define
宏和函数的对比
预处理操作符#和##的介绍
条件编译
一,程序的翻译环境
1. 程序的翻译环境和执行环境第 1 种是翻译环境,在这个环境中源代码被转换为可执行的机器指令。第 2 种是执行环境,它用于实际执行代码
1详解编译+链接
1.1 翻译环境
组成一个程序的每个源文件通过编译过程分别转换成目标代码( object code )。
每个目标文件由链接器( linker )捆绑在一起,形成一个单一而完整的可执行程序。
链接器同时也会引入标准 C 函数库中任何被该程序所用到的函数,而且它可以搜索程序员个人
的程序库,将其需要的函数也链接到程序中
如下图,
例如我们随便写一个程序,在程序运行起来之前这里面是空的,当我们运行起来时他会产生俩个目标文件test.ojb 和 Add.obj(我们这边给了俩个.c为后缀的文件所以生成俩个.obj文件) 以及一个项目的可执行程序
最后上面的目标文件加上我们的链接库最后会生成可执行程序。链接库就是我们所使用的头文件里面的内容,及库函数
二 运行环境
程序执行的过程:1. 程序必须载入内存中。在有操作系统的环境中:一般这个由操作系统完成。在独立的环境中,程序的载入必须由手工安排,也可能是通过可执行代码置入只读内存来完成。2. 程序的执行便开始。接着便调用main函数。3. 开始执行程序代码。这个时候程序将使用一个运行时堆栈(stack),存储函数的局部变量和返回地址。程序同时也可以使用静态(static)内存,存储于静态内存中的变量在程序的整个执行过程一直保留他们的值。4. 终止程序。正常终止main函数;也有可能是意外终止。
三. 预处理详解
3.1 预定义符号
__FILE__ // 进行编译的源文件__LINE__ // 文件当前的行号__DATE__ // 文件被编译的日期__TIME__ // 文件被编译的时间__STDC__ // 如果编译器遵循 ANSI C ,其值为 1 ,否则未定义
![](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/25652db068df44fe9739966679d0dafc.png)
3.2 #define
define的主要功能就是替换,将包好define对于的内容全部进行替换,例如下图中的 MAX在预处理阶段会被替换成 int a = 100; ,当然是不建议在define定义的宏的后面加上 ; 因为我们自己回在使用的时候加上的,例如如果在使用 int a = MAX; 而在定义宏的时候加了 ; 会报错,在打印的时候加入这个宏的时候会报错。不建议加 ;
3.3 #define 定义宏
#define 机制包括了一个规定,允许把参数替换到文本中,这种实现通常称为宏(macro)或定义宏(define macro)。#define name( parament-list ) stuff其中的 name 是宏名parament-list 是一个由逗号隔开的符号表,它们可能出现在stuff中。
宏的使用
![](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/49972415125149899248b0ffc94f8b02.png)
当然那另外一种情况呢
![](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/a9a1a47fb94c4baf86f785b9fada832e.png)
这时就出现问题了,那么为什么结果是7呢,
![](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/199423fe63ab4a928026c39c408709da.png)
如果加上括号就不会出现这种问题
![](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/a8cc4de01a784075ba607cf84abc9ae4.png)
当然也会出现这种情况
![](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/05988f3a1e39437dae089b07fbd96f93.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/d7a08938c52c402bb3d619dce43e937c.png)
当然要解决这个问题也是需要加上括号
![](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/c3362a9734a34446b1cfab3db709257e.png)
在程序中扩展 #define 定义符号和宏时,需要涉及几个步骤。
1. 在调用宏时,首先对参数进行检查,看看是否包含任何由 #define 定义的符号。如果是,它们首先被替换。
2. 替换文本随后被插入到程序中原来文本的位置。对于宏,参数名被他们的值所替换。
3. 最后,再次对结果文件进行扫描,看看它是否包含任何由 #define 定义的符号。如果是,就重复上述处理过程。
3.4 带副作用的宏参数
当宏参数在宏的定义中出现超过一次的时候,如果参数带有副作用,那么你在使用这个宏的时候就可能出现错误,导致不可预测的后果。副作用就是表达式求值的时候出现的永久性效果。
3.5#和##
使用 # ,把一个宏参数变成对应的字符串##可以把位于它两边的符号合成一个符号。它允许宏定义从分离的文本片段创建标识符。
3.6 宏和函数对比
原因有二:
1. 用于调用函数和从函数返回的代码可能比实际执行这个小型计算工作所需要的时间更多。所以宏比函数在程序的规模和速度方面更胜一筹 。2. 更为重要的是函数的参数必须声明为特定的类型。所以函数只能在类型合适的表达式上使用。反之这个宏怎可以适用于整形、长整型、浮点型等可以用于> 来比较的类型。宏是类型无关的 。宏的缺点: 当然和函数相比宏也有劣势的地方:1. 每次使用宏的时候,一份宏定义的代码将插入到程序中。除非宏比较短,否则可能大幅度增加程序的长度。2. 宏是没法调试的。3. 宏由于类型无关,也就不够严谨。4. 宏可能会带来运算符优先级的问题,导致程容易出现错。
属
性
|
#define 定义宏
|
函数
|
代
码
长
度
|
每次使用时,宏代码都会被插入到程序中。除了非常
小的宏之外,程序的长度会大幅度增长
|
函数代码只出现于一个地方;每
次使用这个函数时,都调用那个
地方的同一份代码
|
执
行
速
度
|
更快
|
存在函数的调用和返回的额外开
销,所以相对慢一些
|
操
作
符
优
先
级
|
宏参数的求值是在所有周围表达式的上下文环境里,
除非加上括号,否则邻近操作符的优先级可能会产生
不可预料的后果,所以建议宏在书写的时候多些括
号。
|
函数参数只在函数调用的时候求
值一次,它的结果值传递给函
数。表达式的求值结果更容易预
测.
|
带
有
副
作
用
的
参
数
|
参数可能被替换到宏体中的多个位置,所以带有副作
用的参数求值可能会产生不可预料的结果
|
函数参数只在传参的时候求值一
次,结果更容易控制
|
参
数
类
型
|
宏的参数与类型无关,只要对参数的操作是合法的,
它就可以使用于任何参数类型
|
函数的参数是与类型有关的,如
果参数的类型不同,就需要不同
的函数,即使他们执行的任务是
不同的。
|
调
试
|
宏是不方便调试的
|
函数是可以逐语句调试的
|
递
归
|
宏是不能递归的
|
函数是可以递归的
|
四,条件编译
定义了则执行,未定义则不执行
![](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/4ddc4af70f404104be984ac41b3a1c62.png)
1.
#if 常量表达式
//...
#endif
// 常量表达式由预处理器求值。
如:
#define __DEBUG__ 1
#if __DEBUG__
//..
#endif
2. 多个分支的条件编译
#if 常量表达式
//...
#elif 常量表达式
//...
#else
//...
#endif
3. 判断是否被定义
#if defined(symbol)
#ifdef symbol
#if !defined(symbol)
#ifndef symbol
防止头文件过多包含可以使用
#pragma once