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一篇文章拿下程序的编译

三千筱夜 2022-03-13 阅读 188
c语言

目录

 程序的翻译环境和执行环境

         翻译环境

        编译

        链接

         运行环境

预处理详解

 #define定义标识符

#define定义宏

#define 替换规则

#与##

#

 ##

带副作用的宏参数

宏与函数对比

命名约定

 #undef

​条件编译 

 文件包含

本地头文件包含

库头文件包含 


程序的翻译环境和执行环境

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

编译

预编译 -E  .i

预编译阶段的时候做了文本操作,例如头文件包含(#include),删除注释,符号替换(#define)

编译 -S .s

简单来说就是把c语言代码转换为汇编语言 1.语法分析,2.词法分析,3.语义汇总,4.符号汇总

汇编 -c .o

把汇编代码转换为二进制的指令(可执行机器指令)Windows下.obj文件,Linux下.o文件

链接

1.合并段表 2.符号表的合并和重定位

多个目标文件进行链接的时候会通过符号表查看来自外部的符号是否真实存在,生成可执行程序.exe

运行环境

它用于实际执行代码,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(函数栈帧),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

预处理详解

预定义符号

 

举个例子

 #define定义标识符

 举个例子

#define MAX 1000
#define reg register //为 register这个关键字,创建一个简短的名字
#define do_forever for(;;) //用更形象的符号来替换一种实现
#define CASE break;case //在写case语句的时候自动把 break写上。

 注意 #define在预处理阶段就会执行,#definde在定义标识符时不要加分号

#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或定义宏

宏的申明:#define name( parament-list ) stuff

举个例子

#define MAX(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))
int main()
{

int a = 10;
int b = 20;
printf("%d\n", MAX(a, b));//20
return 0;
}

注意 参数列表的左括号必须与name紧邻

看一下这个代码

#define DOUBLE(x) x+x
int main()
{
printf("%d\n", 10 * DOUBLE(3));
return 0;
}

这里我们宏替换结果为6,10*6结果为60对吗我们验证一下 

 可以看到结果为33这里替换后表达式应为10*3+3所以结果为33,所以我们要用括号修饰使得结果符合预期

 

注意 宏参数要用括号修饰好唯一取值路径,防止因操作符优先级造成数值不确定

#define 替换规则


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

注意

1.宏参数和#define 定义中可以出现其他#define定义的符号。但是对于宏,不能出现递归
2. 当预处理器搜索#define定义的符号的时候,字符串常量的内容并不被搜索

#与##

#

使用 # ,把一个宏参数变成对应的字符串,看例子

 ##

##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

举个例子

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危险,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

举个例子

#define MAX(x,y)((x)>(y)?(x):(y))
int main()
{
int a = 3;
int b = 5;
int m = MAX(a++, b++);
printf("%d\n", m);
printf("a=%d b=%d\n", a, b);
return 0;
}

 我们来分析这道题

首先宏替换

int m = MAX(a++, b++);
//int m=(a++)>(b++)?(a++)?(b++)

a与b比较完分别自增 题目这时 a=4 b=6比较完执行 m=(b++) m为6 b在自增为7

结果为m=6 a=4 b=7 看下答案

宏与函数对比

 宏通常被应用于执行简单的运算

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,宏是类型无关的

宏的缺点 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

总结就是简单逻辑用宏复杂用函数

命名约定

 #undef

这条指令用于移除一个宏定义


条件编译 

调试性的代码,删除可惜,保留又碍事,所以我们可以选择性的编译
举个例子

 

 

 

 文件包含

本地头文件包含

库头文件包含 

 如果我们库函数也使用" "可行嘛 答案是可以但是不建议这样做查找的效率就低些,当然这样也不容易区分是库文件还是本地文件了

为了防止头文件的重复包含可以使用条件编译,就可以避免头文件的重复引入

或者

 以上是有关程序编译有关知识的总结,觉得有用的还请点赞评论!!!蟹蟹

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