【C语言】预处理的深入理解
人间骄阳刚好 风过林梢，彼时我们正当年少
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1、#define的深度认识
1.1 数值宏常量
宏定义数值常量相信大家都不陌生，相信很多小伙伴用过，这里我们就简单的提一下，我们前面也讲过，#define 本质上是替换，它可以出现在代码的任何地方，也可以把任何东西都定义成宏，编译器会在预编译的时候进行替换掉，举例：
#dfeine PI 3.1415926
这样在以后的代码中你就可以用 PI 来代替 3.1415926 那么这样做的好处是什么呢？假设在未来的某一天，你要提升这个精度，如果你代码中出现 3.1415926 过多的话，你提升精度还得一个个修改， 如果使用宏定义的话，你只需要改一次即可。
1.2 字符串宏常量
除了宏定义常量之外，还经常用来定义字符串，特别是路径：
① #define PATH_1 D:codelesson1test
② #define PATH_1 "D:codelesson1test"
以上哪个是正确的呢？如果觉得太长还可以用续行符：
③ #define PATH_1 "D:codelesson1\
test"
很显然第一个肯定是不对的，字符串需要用 "" 引起来，第三个也不对，第二个呢？我们去实践证明下（以上写法都不推荐！）：
在Linux平台环境下：
在Windows环境下：
很显然他们都有同样的警告，都是未知转义序列，也无法正确打印出我们的路径，在前面我们讲到，' ' 是转义字符，当我们要打印路径的时候需要用转义字符 ' ' 去还原 ' ' 的字面意思，所以这里打印路径要用 \ ！
注意：Windows路径分隔是用 ' '，而Linux路径分隔是用 ' / '，所以如上测试用例改成 ' / ' 的话是不会报警告的。
所以要正确的打印如上用例应该这样写：
//不使用续行符
#define PATH_1 "D:\code\lesson1\test"
//使用续行符
#define PATH_1 "D:\code\lesson1\
test"
1.3 用宏充当注释符号
因为 Linux 环境能直接查看预处理过程，便于我们验证，所以我们下边会在 Linux 环境下测试。
我们先简单了解下程序的翻译过程：
- 预处理-E：头文件展开，去注释，宏替换，条件编译...
- 编译-S：将预处理后的C语言翻译成汇编语言
- 汇编-c：将汇编语言转化为可目标二进制文件( 可被链接 )
- 链接：将目标二进制文件与相关库链接，形成可执行程序
这里我们来看一段用宏充当注释符号的代码：
#include <stdio.h>
#define BSC //
int main()
{
BSC printf("hello worldn");
printf("you can see me!n");
return 0;
}
这里我们要探讨一个什么问题呢？如果替换成功，则不会执行第一个函数，如果替换失败，则我们会看到两行打印：
这究竟是为什么呢？我们可以执行：
[lwp@localhost code]$ gcc -E test.c -o test.i
把预处理后的结果保留下来为 test.i 文件，接着我们可以去用 vim 编辑器查看一下它与源文件的区别在哪，究竟是如何替换的：
通过上图我们可以发现，在预处理之后的文件中，并没有去成功通过宏替换注释掉第一个 printf 函数，由此可见，在预处理阶段，是先执行去掉注释，然后在进行宏替换，如上代码，本质是直接定义了一个空宏，我们特别不推荐这样写代码！(C语言注释风格也一样不行，感兴趣可以下去尝试下)
1.4 用宏替换多条语句
先看一段代码：
#include <stdio.h>
#define INIT_VALUE(a, b) a = 0; b = 0;
int main()
{
int flag = 0;
scanf("%d", &flag);
int a = 100;
int b = 200;
if (flag)
INIT_VALUE(a, b);
else
printf("%d, %dn", a, b);
return 0;
}我想请问，这段代码有问题吗？应该如何改进呢？这段代码明显是编译不会通过的，但是可以通过执行预处理指令，发现预处理并没有出问题，那么，我们可以看一下预处理之后的结果与源文件的区别在哪：
通过预处理之后的结果我们可以看到，宏替换多了一个分号。于是有小伙伴就讨论出来如下三种解决方法：
- 去掉宏定义的最后一个分号
- 规范代码风格，给 if 和 else 加上大括号
- 给宏定义要替换的部分用大括号括起来
第一种解决方法肯定是不行的，去掉最后一个分号并不能解决问题，if else 在没有大括号的情况下后面只能跟一条语句，所以第一条行不通。
第二种解决方案看似不错，但是我们有没有想过，并不是所有人都会有良好的代码风格，我们作为程序员，写出的宏应该具有健壮性，所以第二条不可取。
第三种解决方案我们看着好像靠谱，但是我们通常写完一条语句中后面都会带上分号，那可想而知会出现这种情况：{a = 0, b = 0;}; 大括号外是不能跟分号的，所以这个方法也不可取!
最好的解决方法是什么呢？使用 do while 结构：
#include <stdio.h>
#define INIT_VALUE(a, b) do{a = 0; b = 0;}while(0)
int main()
{
int flag = 0;
scanf("%d", &flag);
int a = 100;
int b = 200;
if (flag)
INIT_VALUE(a, b);
else
printf("%d, %dn", a, b);
return 0;
}循环会被看成一条复合语句，所以 if 不带大括号也没事(建议带上)，这样我们的宏就会更健壮，也不会出错，同时你也可以在中间添加续行符，让他们的格式更清晰！同时我也有个小建议，宏定义的结尾最好都不要带分号。
结论： 当我们需要宏进行多条语句替换的时候，推荐使用 do-while-zero结构。
1.5 宏定义的使用建议
【建议1】在宏定义体的结尾省略分号。
【建议2】函数宏的调用不能省略参数。
【建议3】函数宏的定义中，每个参数都应该以小括号括起来，避免替换之后出现优先级的问题。
2、#undef 撤销宏
2.1 宏的定义位置和有效范围
第一个问题，宏定义的位置有限制要求吗？
答案：源文件的任何地方，宏都可以定义，与是否在函数内外无关。
第二个问题，宏的有效范围有多大呢？
#include <stdio.h>
void test()
{
printf("test: %dn", M);
}
int main()
{
test();
#define M 10
printf("main: %dn", M);
return 0;
}这段代码我们就发现编译不通过了，那么我们来进入预处理文件来对比下源文件：
答案：宏的作用范围，从定义处开始，往后都是有效的！
2.2 宏的取消
这里我们用一个例子就能很好的证明了：
#include <stdio.h>
2
3 #define M 10
4 int main()
5 {
6 printf("%dn", M);
7 #undef M
8 printf("undef: %dn", M);
9 return 0;
10 } 我们来查看如上代码的预处理之后的结果：
结论：undef 是取消宏的意思，可以用来限定宏的有效范围！
2.3 一道笔试题
#include <stdio.h>
int main()
{
#define X 3
#define Y X*2
#undef X
#define X 2
int z = Y;
printf("%dn", z);
return 0;
}请问小伙伴们，这段代码打印什么？
这里我就不截图给大家看了，感兴趣的可以自行下去敲一敲，经过Linux平台和windows平台的测试，最终打印的都是 4，因为编译器都是从上到下扫描代码的，以最近的宏定义为准。
To shine, not be illuminated.