預(yù)處理過程
預(yù)處理過程掃描源代碼，對其進行初步的轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生新的源代碼提供給編譯器。可見預(yù)處理過程先于編譯器對源代碼進行處理。
在C語言中，并沒有任何內(nèi)在的機制來完成如下一些功能：在編譯時包含其他源文件、定義宏、根據(jù)條件決定編譯時是否包含某些代碼。要完成這些工作，就需要使用預(yù)處理程序。盡管在目前絕大多數(shù)編譯器都包含了預(yù)處理程序，但通常認(rèn)為它們是獨立于編譯器的。預(yù)處理過程讀入源代碼，檢查包含預(yù)處理指令的語句和宏定義，并對源代碼進行響應(yīng)的轉(zhuǎn)換。預(yù)處理過程還會刪除程序中的注釋和多余的空白字符。
預(yù)處理指令是以#號開頭的代碼行。#號必須是該行除了任何空白字符外的第一個字符。#后是指令關(guān)鍵字，在關(guān)鍵字和#號之間允許存在任意個數(shù)的空白字符。整行語句構(gòu)成了一條預(yù)處理指令，該指令將在編譯器進行編譯之前對源代碼做某些轉(zhuǎn)換。下面是部分預(yù)處理指令：
指令 用途
# 空指令，無任何效果
#include 包含一個源代碼文件
#define 定義宏
#undef 取消已定義的宏
#if 如果給定條件為真，則編譯下面代碼
#ifdef 如果宏已經(jīng)定義，則編譯下面代碼
#ifndef 如果宏沒有定義，則編譯下面代碼
#elif 如果前面的#if給定條件不為真，當(dāng)前條件為真，則編譯下面代碼
#endif 結(jié)束一個#if……#else條件編譯塊
#error 停止編譯并顯示錯誤信息
一、文件包含
#include預(yù)處理指令的作用是在指令處展開被包含的文件。包含可以是多重的，也就是說一個被包含的文件中還可以包含其他文件。標(biāo)準(zhǔn)C編譯器至少支持八重嵌套包含。
預(yù)處理過程不檢查在轉(zhuǎn)換單元中是否已經(jīng)包含了某個文件并阻止對它的多次包含。這樣就可以在多次包含同一個頭文件時，通過給定編譯時的條件來達到不同的效果。例如：
#define AAA
#include "t.c"
#undef AAA
#include "t.c"
為了避免那些只能包含一次的頭文件被多次包含，可以在頭文件中用編譯時條件來進行控制。例如：
/*my.h*/
#ifndef MY_H
#define MY_H
……
#endif
在程序中包含頭文件有兩種格式：
#include <my.h>
#include "my.h"
第一種方法是用尖括號把頭文件括起來。這種格式告訴預(yù)處理程序在編譯器自帶的或外部庫的頭文件中搜索被包含的頭文件。第二種方法是用雙引號把頭文件括起來。這種格式告訴預(yù)處理程序在當(dāng)前被編譯的應(yīng)用程序的源代碼文件中搜索被包含的頭文件，如果找不到，再搜索編譯器自帶的頭文件。
采用兩種不同包含格式的理由在于，編譯器是安裝在公共子目錄下的，而被編譯的應(yīng)用程序是在它們自己的私有子目錄下的。一個應(yīng)用程序既包含編譯器提供的公共頭文件，也包含自定義的私有頭文件。采用兩種不同的包含格式使得編譯器能夠在很多頭文件中區(qū)別出一組公共的頭文件。
二、宏
宏定義了一個代表特定內(nèi)容的標(biāo)識符。預(yù)處理過程會把源代碼中出現(xiàn)的宏標(biāo)識符替換成宏定義時的值。宏最常見的用法是定義代表某個值的全局符號。宏的第二種用法是定義帶參數(shù)的宏，這樣的宏可以象函數(shù)一樣被調(diào)用，但它是在調(diào)用語句處展開宏，并用調(diào)用時的實際參數(shù)來代替定義中的形式參數(shù)。
1.#define指令
#define預(yù)處理指令是用來定義宏的。該指令最簡單的格式是：首先神明一個標(biāo)識符，然后給出這個標(biāo)識符代表的代碼。在后面的源代碼中，就用這些代碼來替代該標(biāo)識符。這種宏把程序中要用到的一些全局值提取出來，賦給一些記憶標(biāo)識符。
#define MAX_NUM 10
int array[MAX_NUM];
for(i=0;i<MAX_NUM;i++) /*……*/
在這個例子中，對于閱讀該程序的人來說，符號MAX_NUM就有特定的含義，它代表的值給出了數(shù)組所能容納的最大元素數(shù)目。程序中可以多次使用這個值。作為一種約定，習(xí)慣上總是全部用大寫字母來定義宏，這樣易于把程序紅的宏標(biāo)識符和一般變量標(biāo)識符區(qū)別開來。如果想要改變數(shù)組的大小，只需要更改宏定義并重新編譯程序即可。
宏表示的值可以是一個常量表達式，其中允許包括前面已經(jīng)定義的宏標(biāo)識符。例如：
#define ONE 1
#define TWO 2
#define THREE (ONE+TWO)
注意上面的宏定義使用了括號。盡管它們并不是必須的。但出于謹(jǐn)慎考慮，還是應(yīng)該加上括號的。例如：
six=THREE*TWO;
預(yù)處理過程把上面的一行代碼轉(zhuǎn)換成：
six=(ONE+TWO)*TWO;
如果沒有那個括號，就轉(zhuǎn)換成six=ONE+TWO*TWO;了。
宏還可以代表一個字符串常量，例如：
#define VERSION "Version 1.0 Copyright(c) 2003"
2.帶參數(shù)的#define指令
帶參數(shù)的宏和函數(shù)調(diào)用看起來有些相似。看一個例子：
#define Cube(x) (x)*(x)*(x)
可以時任何數(shù)字表達式甚至函數(shù)調(diào)用來代替參數(shù)x。這里再次提醒大家注意括號的使用。宏展開后完全包含在一對括號中，而且參數(shù)也包含在括號中，這樣就保證了宏和參數(shù)的完整性。看一個用法：
int num=8+2;
volume=Cube(num);
展開后為(8+2)*(8+2)*(8+2);
如果沒有那些括號就變?yōu)?SPAN lang=EN-US>8+2*8+2*8+2了。
下面的用法是不安全的：
volume=Cube(num++);
如果Cube是一個函數(shù)，上面的寫法是可以理解的。但是，因為Cube是一個宏，所以會產(chǎn)生副作用。這里的擦?xí)皇呛唵蔚谋磉_式，它們將產(chǎn)生意想不到的結(jié)果。它們展開后是這樣的：
volume=(num++)*(num++)*(num++);
很顯然，結(jié)果是10*11*12,而不是10*10*10;
那么怎樣安全的使用Cube宏呢？必須把可能產(chǎn)生副作用的操作移到宏調(diào)用的外面進行：
int num=8+2;
volume=Cube(num);
num++;
3.#運算符
出現(xiàn)在宏定義中的#運算符把跟在其后的參數(shù)轉(zhuǎn)換成一個字符串。有時把這種用法的#稱為字符串化運算符。例如：
#define PASTE(n) "adhfkj"#n
main()
{
printf("%s\n",PASTE(15));
}
宏定義中的#運算符告訴預(yù)處理程序，把源代碼中任何傳遞給該宏的參數(shù)轉(zhuǎn)換成一個字符串。所以輸出應(yīng)該是adhfkj15。
4.##運算符
##運算符用于把參數(shù)連接到一起。預(yù)處理程序把出現(xiàn)在##兩側(cè)的參數(shù)合并成一個符號。看下面的例子：
#define NUM(a,b,c) a##b##c
#define STR(a,b,c) a##b##c
main()
{
printf("%d\n",NUM(1,2,3));
printf("%s\n",STR("aa","bb","cc"));
}
最后程序的輸出為:
123
aabbcc
千萬別擔(dān)心，除非需要或者宏的用法恰好和手頭的工作相關(guān)，否則很少有程序員會知道##運算符。絕大多數(shù)程序員從來沒用過它。
三、條件編譯指令
條件編譯指令將決定那些代碼被編譯，而哪些是不被編譯的。可以根據(jù)表達式的值或者某個特定的宏是否被定義來確定編譯條件。
1.#if指令
#if指令檢測跟在制造另關(guān)鍵字后的常量表達式。如果表達式為真，則編譯后面的代碼，知道出現(xiàn)#else、#elif或#endif為止；否則就不編譯。
2.#endif指令
#endif用于終止#if預(yù)處理指令。
#define DEBUG 0
main()
{
#if DEBUG
printf("Debugging\n");
#endif
printf("Running\n");
}
由于程序定義DEBUG宏代表0，所以#if條件為假，不編譯后面的代碼直到#endif，所以程序直接輸出Running。
如果去掉#define語句，效果是一樣的。
3.#ifdef和#ifndef
#define DEBUG
main()
{
#ifdef DEBUG
printf("yes\n");
#endif
#ifndef DEBUG
printf("no\n");
#endif
}
#if defined等價于#ifdef; #if !defined等價于#ifndef
4.#else指令
#else指令用于某個#if指令之后，當(dāng)前面的#if指令的條件不為真時，就編譯#else后面的代碼。#endif指令將中指上面的條件塊。
#define DEBUG
main()
{
#ifdef DEBUG
printf("Debugging\n");
#else
printf("Not debugging\n");
#endif
printf("Running\n");
}
5.#elif指令
#elif預(yù)處理指令綜合了#else和#if指令的作用。
#define TWO
main()
{
#ifdef ONE
printf("1\n");
#elif defined TWO
printf("2\n");
#else
printf("3\n");
#endif
}
程序很好理解，最后輸出結(jié)果是2。
6.其他一些標(biāo)準(zhǔn)指令
#error指令將使編譯器顯示一條錯誤信息，然后停止編譯。
#line指令可以改變編譯器用來指出警告和錯誤信息的文件號和行號。
#pragma指令沒有正式的定義。編譯器可以自定義其用途。典型的用法是禁止或允許某些煩人的警告信息。