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1、什么是预处理器

• 预处理器是在真正的编译开始之前由编译器调用的独立程序。预处理器可以删除注释、包含其他文件以及执行宏（宏macro是一段重复文字的简短描写）替代。
• C 预处理器不是编译器的组成部分，但是它是编译过程中一个单独的步骤。简言之，C 预处理器只不过是一个文本替换工具而已，它们会指示编译器在实际编译之前完成所需的预处理。
• 所有的预处理器命令都是以井号（#）开头。它必须是第一个非空字符，为了增强可读性，预处理器指令应从第一列开始。

2、预处理器指令

指令	描述
#define	定义宏
#include	包含一个源代码文件
#undef	取消已定义的宏
#ifdef	如果宏已经定义，则返回真
#ifndef	如果宏没有定义，则返回真
#if	如果给定条件为真，则编译下面代码
#else	#if 的替代方案
#elif	如果前面的 #if 给定条件不为真，当前条件为真，则编译下面代码
#endif	结束一个 #if……#else 条件编译块
#error	当遇到标准错误时，输出错误消息
#pragma	使用标准化方法，向编译器发布特殊的命令到编译器中

3、预处理器实例

• 使用 #define 定义常量可以增强可读性。

#define MAX_ARRAY_LENGTH 20

//取消已定义的 FILE_SIZE，并定义它为 42。
#undef  FILE_SIZE
#define FILE_SIZE 42

//只有当 MESSAGE 未定义时，才定义 MESSAGE
#ifndef MESSAGE#define MESSAGE "Hello world!"
#endif

//如果定义了 DEBUG，则执行处理语句。
#ifdef DEBUG/* Your debugging statements here */
#endif

4、预定义宏

ANSI C 定义了许多宏，可以在编程时直接使用，但是不能直接修改这些预定义的宏。

宏	描述
__DATE__	当前日期，一个以 “MM DD YYYY” 格式表示的字符常量。
__TIME__	当前时间，一个以 “HH:MM:SS” 格式表示的字符常量。
__FILE__	这会包含当前文件名，一个字符串常量。
__LINE__	这会包含当前行号，一个十进制常量。
__STDC__	当编译器以 ANSI 标准编译时，则定义为 1。

#include <stdio.h>main()
{printf("File :%s\n", __FILE__ );printf("Date :%s\n", __DATE__ );printf("Time :%s\n", __TIME__ );printf("Line :%d\n", __LINE__ );printf("ANSI :%d\n", __STDC__ );}

输出：
File :a.c
Date :Jan 8 2020
Time :21:43:37
Line :8
ANSI :1

5、预处理器运算符

5.1、宏延续运算符（\）

一个宏通常写在一个单行上。但是如果宏太长，一个单行容纳不下，则使用宏延续运算符（\）

#define MSG "Hello \world"

5.2、字符串常量化运算符（#）

当需要把一个宏的参数转换为字符串常量时，则使用字符串常量化运算符（#）。在宏中使用的该运算符有一个特定的参数或参数列表。

#include <stdio.h>
#define MSG(a,b) \printf("I am " #a",I am "#b)
int main(void)
{MSG(chuhe,20);return 0;
} 

输出：
I am chuhe,I am 20

5.3、标记粘贴运算符（##）

它的作用是先分隔, 然后进行强制连接

#define A1(name,type)   type name_##type##_type
#define A2(name, type)  type name##_##type##_typeA1(a1, int);  /* 等价于: int name_int_type; */ 
A2(a1, int);  /* 等价于: int a1_int_type;   */

解释:

(1). 在第一个宏定义中，预处理器会把name_##type##_type解释成3段：name_、type、以及_type，这中间只有type是在宏前面出现过的，所以它可以被宏替换.

(2). 而在第二个宏定义中，所以预处理器会把 name##_##type##_type解释成4段：name、_、type以及_type，这其间，就有两个可以被宏替换了.

5.4、参数化的宏

例如，计算一个数的平方：

int square(int x) 
{return x * x;
}

用宏重写

#define square(x) ((x) * (x))

• 在使用带有参数的宏之前，必须使用 #define 指令定义。
• 参数列表是括在圆括号内，且必须紧跟在宏名称的后边。
• 宏名称和左圆括号之间不允许有空格。

再如：

#define MAX(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y))

6、gcc编译器查看替换后的编码

#include <stdio.h>
#define square(x) ((x) * (x))int main()
{int a=5;printf("%d\n",square(a));
}

假设上述代码文件名为a.c执行以下命令：

gcc a.c -E

可看到，预编译后的代码

int main()
{int a=5;printf("%d\n",((a) * (a)));
}

7、头文件相互包含导致的重定义错误

• 以下为C语言通用头文件框架，可避免头文件相互包含导致的重定义错误
• 包含多次也不会报错

#ifndef a_h			//a_h可以随便写，通常是把头文件的.换成_
#define a_h 1      ...//包含需要的头文件
#endif