我們在寫C語言程序時(shí)經(jīng)常使用庫函數(shù)之前，應(yīng)該用复制#include引入對應(yīng)的頭文件。這種以复制#號開頭的命令稱為預(yù)處理命令。但是你對C語言的預(yù)處理了解多少呢？快來跟著斌哥一起學(xué)習(xí)一下C語言中的預(yù)處理吧！

一、預(yù)處理是什么？

預(yù)處理指令是以复制#號開頭的代碼行。复制#號必須是該行除了任何空白字符外的第一個(gè)字符。复制#后是指令關(guān)鍵字，在關(guān)鍵字和复制#號之間允許存在任意個(gè)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(jìn)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：

還有下列幾種預(yù)處理宏(是雙下劃線）

复制__LINE__ 表示正在編譯的文件的行號
__FILE__表示正在編譯的文件的名字__DATE__表示編譯時(shí)刻的日期字符串
__TIME__ 表示編譯時(shí)刻的時(shí)間字符串
__STDC__ 判斷該文件是不是定義成標(biāo)準(zhǔn) C 程序

二、預(yù)處理有什么用？

在集成開發(fā)環(huán)境中，編譯，鏈接是同時(shí)完成的。其實(shí)，C語言編譯器在對源代碼編譯之前，還需要進(jìn)一步的處理：預(yù)編譯。

所以，完整的步驟是：复制預(yù)編譯 -> 編譯 -> 鏈接

預(yù)編譯的主要作用如下：

复制1.將源文件中以”include”格式包含的文件復(fù)制到編譯的源文件中。
2.用實(shí)際值替換用“#define”定義的字符串。
3.根據(jù)“#if”后面的條件決定需要編譯的代碼。

預(yù)處理是C語言的一個(gè)重要功能，由預(yù)處理程序完成。當(dāng)對一個(gè)源文件進(jìn)行編譯時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)用預(yù)處理程序?qū)υ闯绦蛑械念A(yù)處理部分作處理，處理完畢自動(dòng)進(jìn)入對源程序的編譯。

預(yù)處理的行為是由指令控制的。這些指令是由#字符開頭的一些命令。

#define指令定義了一個(gè)宏---用來代表其他東西的一個(gè)命令，通常是某一個(gè)類型的常量。預(yù)處理會(huì)通過將宏的名字和它的定義存儲(chǔ)在一起來響應(yīng)#define指令。當(dāng)這個(gè)宏在后面的程序中使用到時(shí)，預(yù)處理器”擴(kuò)展”了宏，將宏替換為它所定義的值。例如：下面這行命令：

#include指令告訴預(yù)處理器打開一個(gè)特定的文件，將它的內(nèi)容作為正在編譯的文件的一部分“包含”進(jìn)來。例如：下面這行命令：

指示預(yù)處理器打開一個(gè)名字為stdio.h的文件，并將它的內(nèi)容加到當(dāng)前的程序中。

預(yù)處理器的輸入是一個(gè)C語言程序，程序可能包含指令。預(yù)處理器會(huì)執(zhí)行這些指令，并在處理過程中刪除這些指令。預(yù)處理器的輸出是另外一個(gè)程序：原程序的一個(gè)編輯后的版本，不再包含指令。預(yù)處理器的輸出被直接交給編譯器，編譯器檢查程序是否有錯(cuò)誤，并經(jīng)程序翻譯為目標(biāo)代碼。

三、3種預(yù)處理詳解

1、宏定義指令

宏定義了一個(gè)代表特定內(nèi)容的標(biāo)識(shí)符。預(yù)處理過程會(huì)把源代碼中出現(xiàn)的宏標(biāo)識(shí)符替換成宏定義時(shí)的值。宏最常見的用法是定義代表某個(gè)值的全局符號。宏的第二種用 法是定義帶參數(shù)的宏（宏函數(shù)），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(shí)的實(shí)際參數(shù)來代替定義中的形式參數(shù)。

1.1 #define指令

1.1.1 #define預(yù)處理指令用來定義宏。該指令最簡單的格式是：聲明一個(gè)標(biāo)識(shí)符，給出這個(gè)標(biāo)識(shí)符代表的代碼（比如像圓周率這樣的數(shù)）。在后面的源代碼中，我們就可以使用定義的宏取代要使用的代碼，代碼舉例：

复制#define PI 3.141592654

1.1.2 使用宏的好處有兩點(diǎn)

一是使用方便。如下：

复制#define PI 3.1415926

PI顯然比3.1415926寫著方便。

二是定義的宏有了意義，可讀性強(qiáng)。如例1，MAX_NUM，望文生意便知是最大數(shù)量的意思，比單純使用10這個(gè)數(shù)字可讀性要強(qiáng)的多。

三是容易修改。如例1，如果在程序中有幾十次會(huì)使用到MAX_NUM，修改只需要在宏定義里面修改一次就可以，否則你會(huì)修改到崩潰。

2、條件編譯指令

程序員可以通過定義不同的宏來決定編譯程序?qū)δ男┐a進(jìn)行處理。條件編譯指令將決定哪些代碼被編譯，而哪些是不被編譯的。可以根據(jù)表達(dá)式的值或者某個(gè)特定的宏是否被定義來確定編譯條件。

2.1 #if/#endif/#else/#elif指令

#if指令檢測跟在制造另關(guān)鍵字后的常量表達(dá)式。如果表達(dá)式為真，則編譯后面的代碼，直到出現(xiàn)#else、#elif或#endif為止；否則就不編譯。

复制#endif用于終止#if預(yù)處理指令。
#else指令用于某個(gè)#if指令之后，當(dāng)前面的
#if指令的條件不為真時(shí)，就編譯
#else后面的代碼。

代碼舉例

复制#define DEBUG       //此時(shí)#ifdef DEBUG為真
//#define DEBUG 0  //此時(shí)為假
int main()
{
   #ifdef DEBUG
      printf("Debugging\\n");
   #else
      printf("Not debugging\\n");
   #endif
   printf("Running\\n");
   return 0;
}

這樣我們就可以實(shí)現(xiàn)debug功能，每次要輸出調(diào)試信息前，只需要#ifdef DEBUG判斷一次。不需要了就在文件開始定義#define DEBUG 0

#elif預(yù)處理指令綜合了#else和#if指令的作用。

3、頭文件包含指令

采用頭文件的目的主要是為了使某些定義可以供多個(gè)不同的C源程序使用。因?yàn)樵谛枰玫竭@些定義的C源程序中，只需加上一條#include語句即可，而不必再在此文件中將這些定義重復(fù)一遍。預(yù)編譯程序?qū)杨^文件中的定義統(tǒng)統(tǒng)都加入到它所產(chǎn)生的輸出文件中，以供編譯程序?qū)χM(jìn)行處理。

#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(gè)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(gè)文件并阻止對它的多次包含，這個(gè)的處理辦法上面已經(jīng)給出。

在程序中包含頭文件有兩種格式：

复制#include 
 #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(gè)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。

四、小結(jié)

預(yù)編譯程序所完成的基本上是對源程序的“替代”工作。經(jīng)過此種替代，生成一個(gè)沒有宏定義、沒有條件編譯指令、沒有特殊符號的輸出文件。這個(gè)文件的含義同沒有經(jīng)過預(yù)處理的源文件是相同的，但內(nèi)容有所不同。下一步，此輸出文件將作為編譯程序的輸出而被翻譯成為機(jī)器指令。