6.1.预处理都做了什么

由我们写好的源代码到CPU可以认识并执行的二进制中间发生了很多事，我们来深入探讨一下C语言的预处理。

1.从源代码到可执行程序的过程

(1)源代码.c文件先经过预处理器，生成一个中间文件.i文件

(2).i文件经过编译生成汇编.s文件

(3).s的汇编文件经过汇编器生成.o的目标文件

(4).o的目标文件经过链接器生成.elf可执行程序

每一步都有其相应的工具，预处理有预处理器，编译有编译器，链接有链接器，这些工具合在一起叫做编译工具链。在windos上的编译器，这些都被所谓的编译器屏蔽了。只留出一个编译的功能，其实叫编译器是不准确的。在Linux中，gcc就是一个编译工具链。gcc包含预处理器，编译器，汇编器，链接器等。

2.gcc中只预处理不编译的方法

gcc xx.c -o 由源码到可执行程序

gcc xx.c -c -o 只编译不连接，生产.o的目标文件

gcc -E xx.c -o xx.i 只预处理产生的中间文件

看只预处理的中间文件有利于我们调试和研究其预处理过程，还记得我们之前说过的#define和typedef的细节差异吗？现在我们就来分析一下，并且看看预处理是个什么过程。

#include<stdio.h>

#define pchar char*
void main(void)
{
pchar p1,p2;
}

//进行预处理操作，gcc -E xx.c -o xx.i 产生中间文件

#include<stdio.h>

void main(void)
{
char* p1,p2;
}

分析：

（1）经过预处理后，原来的#define 代码不见了，直接在其所在位置进行替换

（2）#define的替换是简单的替换，就是把所有的pchar 用char*替换

（3）我们看p1，p2的类型。p1shi char*类型的，而p2只是char类型的

再来看typedef的使用

#include<stdio.h>

typedef char* pchar
void main(void)
{
pchar p1,p2;
}

//预处理后

typedef char * pchar;

void main(void )
{

pchar p1,p2;

}

我们发现没有变化。也就是说typedef重定义的类型在预处理阶段是不产生变化的，而是在编译阶段发挥作用的。在编译阶段就把pchar当作普通的char*使用。

3.头文件在预处理阶段发生什么变化？

（1）有两种包含方式 第一种：#include<> 第二种：#include””

第一种是用来包含系统提供的头文件的

第二种是用来包含程序员自己写的头文件的

（2）两种包含的区别

第一种：#include< > 的方式，C语言编译器只会到系统指定的目录（编译器配置的目录）去寻找这个头文件，如果找不到就出错。但是编译器允许使用 - i命令添加更多的目录到该系统目录。（不会到当前目录去找）

第二种方式：#include”“的方式，编译器先当前目录下去寻找，如果没有找到则到系统指定的目录去找。这种方式也可以包含系统文件。

总结：(1)虽然可以使用“”来包含系统头文件，但是一般来说，遵从一定的规则。系统文件用<>,自己写的用“”，如果自己写的一大群头文件，也使用<>,把该目录添加到编译器指定的目录去即可。

(2)（头文件包含的实质）在1.c中包含1.h，就是把1.h中的代码原封不动的写到1.c中#include<>语句的原地方去。

—-1.c文件—-

# nclude"1.h"
main()
{
c = a + b;
printf("c = %d\n",c);
}

----1.h文件----

int a = 1;
int b = 2;
int c = 0;

预处理的命令：gcc -E 1.c -o 1.i

结果

# 1 "1.c"
# 1 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "<command-line>" 2
# 1 "1.c"
# 1 "1.h" 1
int a = 1;
int b = 2;
int c = 0;
# 2 "baohan.c" 2
main()
{
c = a + b;
printf("c = %d\n",c);
}

分析：

（1）前面多了很多我们不认识的东西，不用管它，那是给编译器看的。

（2）在1.c 的#include”1.h”这句代码处，把1.h中的代码全部拷贝到了这里。

（3）需要注意的是，我们写的代码进过预处理后产生了一个.i文件，所有的改动都是在.i文件中。原来的.c文件补货被改动的。

4.注释在预处理阶段的变化

两种条件编译#iddef 和#if( )

#include<stdio.h>
//声明函数
void test(void);
void main()
{
//定义变量
int a = 1;
int b = 2;
}

经过预处理后

#include<stdio.h>

void test(void);
void main()
{

int a = 1;
int b = 2;
}

我们发现所有的注释都被删除了。

总结：

（1）注释是给人看的，编译器不用看。

（2）在预处理阶段，预处理器会全部删掉注释。也就是说在编译的时候，编译器根本不知道什么是注释。

（3）预处理器改的是预处理后的一个中间文件.i，而不是源代码.c

5.条件编译在预处理阶段发生了什么？

#include<stdio.h>

#define test 3 //宏定义 test 为3

void main(void)
{

#ifdef test 3   //判断 test是不是被宏定义为3，是
printf(" test 3  !\n");

#else           //不是

printf("else !\n");

#endif

}

预处理后

预处理后被包含进来的stdio.h没有写出来，太长了。

void main(void)
{

printf(" test 3  !\n");

}

分析：在预处理阶段，条件编译，会判断哪个条件成立，把条件成立的那个语句留下，不成的条件的那个被舍去。（在.i文件中，不是.c文件）

再来看第二种条件编译 #if()

#include<stdio.h>

#define ok 1

main()
{
#if(ok)

printf("ok\n");

#else

printf("not ok\n");

#endif
}

//预处理后：

main()
{

printf("ok\n");

}

总结：

第一种#ifdef 是判断是否该符号被宏定义，在舍弃条件未成立的那一部分

第二种#if() 和if()一样。括号中是一个逻辑真假值。