预处理过程详解

Posted 2021-08-25 捕获一只小肚皮

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了预处理过程详解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

前言

上一篇文章说到,这将是博主更新的最后一篇关于C语言知识点的博客,也确实,因为这篇文章是讲解的 c的预处理,也是c语言最后的一部分知识了,还是老话,博主的所有文章几乎篇幅都比较长,大家可以根据目录进行选择性观看,同时,博主还是有些小心思,帮自己以前的文章点点浏览量,哈哈哈,放上以前的文章链接.

c语言操作符	基础指针	一篇面试题的经历
数据存储原理	基础结构体	指针进阶
数组与指针关系	指针与数组经典题	字符串与内存函数
自定义类型,结构体进阶	动态内存详解	^ 异或运算技巧
& 与运算技巧	c的小细节	详细文件相关操作

1 程序的翻译环境与执行环境

程序编写完毕,我们就需要让它运行起来,看是否正确执行了我们所需要的目的.但是我们是否想过,这段程序在能够正确运行之前,经历了什么呢? 这就是我们今天要讲的主角 程序环境,程序的环境分为两个大部分:一个是 翻译环境,另一个是 执行环境.而我们所需要着重讲解的就是 翻译环境.

比如在ANSIC(标准C)中就写到,任何C的实现,都存在两个不同的环境.分别是:

翻译环境,在这个环境中源代码被替换转换为可执行的机器指令
执行环境,用于实际执行代码.

那么,在这说了这么多,啥是翻译环境与执行环境呢? 博主将会以图的方式进行讲解,但是在放图之前,博主先介绍一个小概念:

源文件,即后缀为.c文件
可执行文件(二进制文件),即后缀为.exe文件
目标文件,即后缀为.obj文件

上图:

而如图所示,所标注的也正是像ANSIC解释那样.

2.翻译环境的编译与链接

编译阶段的过程是把一个源文件通过编译器的操作后变成目标文件(windos系统下后缀为.obj)

链接阶段的过程就是把编译阶段生成的目标文件与链接库链接起来形成可执行文件.

过程如下:

而什么是链接库? 其实它是一个二进制文件,在这个文件里面他包含了各种源程序可能用到的函数或类等.

上图为例,LIBC.LIB就是一个链接库,他里面包含了函数fread,还可能包含其他函数

3.翻译环境中的编译阶段

翻译环境总共分为两个大的部分编译与链接,前面已经讲过,但是编译阶段才是我们的讲解重点.

因为在 编译阶段 它会完成很多事情.

而编译阶段我们要讲解的就是 预编译,编译,汇编

3.1预编译

在预编译阶段,程序在做什么呢?------------------嗯,不知道.

但是我们可以尝试下让一个源文件进行预编译,看看有啥变化,就知道预编译阶段在干什么了.

这里有一个test.c文件,内容如下:

#include <stdio.h>

int val = 2021;

int add(int x,int y)
{
    return x+y;
}

int main()
{
    int a = 10,b = 20;
    int ret = add(a,b);
    printf("%d",ret);
    return 0;
}

现在让test.c进行预编译,怎么预编译?我们借助Linux的命令 gcc test.c -E > test.i

编译结果如下:

我们发现,当我们打开test.i(预编译后产生的文件),内容发生变化的只有 头文件变成了一大堆我们不认识的东西,但是经过查询,我们会发现,横线以上的所有东西都头文件 <stdio.h>的内容.

也就是说,在预编译阶段,会完成头文件的包含

如果我们给 test.c中增加宏呢?

#include <stdio.h>
#define M 1000
#define MAX(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))
int val = 2021;

int add(int x,int y)
{
    return x+y;
}

int main()
{
    int num = M;
    int m = MAX(100,200);
    int a = 10,b = 20;
    int ret = add(a,b);
    printf("%d",ret);
    return 0;
}