“江山如畫，一時多少豪杰——時二二年五月六日”

前言

了解敲完hello world后，編譯器是怎么處理代碼的第一步的呢，這是學習C和C++的基礎。
Hello World代碼如下。

當你敲完Hello World這串代碼時。編譯器會對這些代碼進行編譯 和 鏈接的操作。

而 編譯: 又分為 預處理、編譯、匯編。
所以說 當你敲完C代碼后的第一步，編譯器會對C代碼進行預處理.

那么預處理主要做了那些事情呢？

預處理大致做了以下事情：
1.定義和替換由 #define指令定義的符號
2.刪除注釋
3.確定代碼部分內容是否應該根據一些 條件編譯指令 進行編譯
4.插入被 #include指令包含的內容

所以本章詳解預處理指令 #define、#include、條件編譯指令。

一、#define指令

1.#define定義宏

什么是宏？
宏的定義：#define 允許把參數替換到文本中，這種實現通常稱為宏或定義宏

宏的聲明格式：

#define NAME stuff

解釋：沒當有符號name出現在#define NAME stuff這條語句后面時，預處理器就會把它替換為 stuff。
NAME:
1.NAME是宏的名字。在這里 name 相當于變量，或者也可以相當于函數。但不等于函數！
2.一般NAME都是大寫，因為宏和函數語法很相似，語言本身我們無法區分，所以宏名要全部大寫
stuff：可以是常量。可以是表達式。也可以是一段程序。

例如：
以下代碼在預處理后是什么樣子呢？

//定義聲明宏
//定義中我們使用了括號，這是一個好習慣，避免優先級的錯誤
#define SQUARE(x)  (x)*(x)
int main()
{
	printf("%d ", SQUARE(5));
	return 0;
}

預處理后的代碼，以下你看到的代碼是編譯器實實在在的處后的代碼。

#define SQUARE(x)  (x)*(x)
int main()
{
	//將SQUARE(5)替換為(5)*(5)
	printf("%d ", (5)*(5));
	return 0;
}

你是否還對#define 替換迷惑？請繼續往下看

2.#define 替換 宏

到底上面的代碼是怎么替換的 宏？
1.再調用宏時，首先對參數檢查，看是否包含了#define定義的符號，比如SQUARE(5)，然后將它的x * x替換為5 * 5.
2.對于宏，參數名被他們的值所替代。
3.最后，再次對文本掃描，看是否包含了熱任何由#define定義的符號。如果是，就重復上述處理過程。

為什么會有第3步的重復呢？
因為有時候#define定義可以包含其他#define定義的符號。但是宏不可以遞歸！

3.帶副作用的宏參數

什么是帶副作用的宏參數？
副作用：就是表達式求值的時候出現的永久性效果。

例如：

x+1;//不帶副作用
x++;//帶有副作用

下面代碼輸出結果是什么？

#include 
#define ADD(a, b) (a)+(b)
int main()
{
	int x = 2; 
	int y = 3; 

	int z = ADD(x++, y++);
	//輸出的結果是什么？
	//x=3 y=4 z=5
	printf("x=%d y=%d z=%d\n", x, y, z);
	return 0;
}

因為被替換的代碼是int z = ADD(x++, y++);
替換后為：int z = (x++)+(y++);

這樣結果就一目了然。

4.#undef撤銷宏定義

#undef：這條指令用于移除一個宏定義
例如：移除MAX這個宏。

5.宏和函數對比(重點)

屬性	#define定義宏	函數
代碼長度	每次使用時，宏代碼都會被插入到程序中。除了非常小的宏之外，程序的長度會大幅度增長	函數代碼只出現于一個地方。每次使用函數時，都調用同一個地方的代碼
執行速度	更快	存在函數的調用和返回 的格外開銷，所以相對慢一些
操作符優先級	宏參數求值需要加上括號，否則容易造成不可以預料的后果	只在函數調用事求值一次，不會帶副作用
帶有副作用的參數	參數可能被替換到宏的多個位置，有的可能帶有副作用	函數參數只在傳參的時候求值一次，結果更容易控制
參數類型	宏的參數與類型無關，可以是任何類型的的參數	函數參數與類型有關，參數類型不同就需要不同的函數，因為C語言沒有C++的重載
調試	宏是不可以調試的，因為在程序運行前就已經替換的宏	可以逐語句調試

二、條件編譯指令

什么是條件編譯？
意思就是我們可以選擇性的編譯。
條件編譯：你可以選擇代碼的一部分是被正常編譯還是完全忽略。用于支持條件編譯的基本結構是#if指令和與其匹配的#endif指令。

1.單分支

常量表達式expression，由預處理器求值。
如果expression為真，那么statements將被執行，否則預處理器就安靜的刪除它們。

#if expression
 statements;
#endif
//常量表達式expression，由預處理器求值。

2.多分支條件編譯

同if else語句，為真則執行。

#if expression
 //...
#elif expression
 //...
#else
 //...
#endif

3.判斷某個符號是否被定義

為了測試一個符號是否已經被定義。在條件編譯中完成這個任務更方便。

以下兩條語句功能想通過。

1.#if defined(symbol)

2.#ifdef symbol

4.嵌套指令

某個程序既要在windows系統下能夠運行，也需要在Linux系統下運行，這就要條件編譯來解決跨平臺問題。這時候嵌套指令很容易解決。

#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、#include指令

#include在預處理時會被展開。
這種展開的方式很簡單：
1.預處理器先刪除這條指令，并用**#include**所包含文件的內容替換。
2.這樣一個源文件被包含10次，那就實際被編譯10次。

1.本地文件包含

#include "Add.h"

查找方法：
1.先在源文件所在目錄下查找
2.如果該頭文件未找到，編譯器就像查找庫函數頭文件一樣在標準位置查找頭文件。

2.庫文件包含

#include 

查找方法：查找頭文件直接去標準路徑下去查找，如果找不到就提示編譯錯誤。

這樣是不是可以說，對于庫文件也可以使用 “” 的形式包含？
答案是肯定的，可以。
但是這樣做查找的效率就低些，當然這樣也不容易區分是庫文件還是本地文件了。

3.嵌套文件包含

有時候會重復包含頭文件，以前為了解決這個方法，人們用了條件編譯。代碼如下
每個頭文件的開頭寫：

例如有個test.h的頭文件。用下劃線分開頭文件。全大寫。

#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//這里面寫頭文件的內容
#endif  

上面這種寫法比較古老。
現在一般用這個寫法

#pragma once

#pragma once也是是用來防止頭文件被包含的。