1. 代码执行过程

执行过程分为两个阶段：编译阶段和执行阶段。若干个源文件经过编译之后生成若干个目标文件。经过链接器把目标文件和所需要的库函数链接起来，生成可执行程序。

• 组成一个程序的每个源文件通过编译过程分别转换成目标代码（object code）。
• 每个目标文件由链接器（linker）捆绑在一起，形成一个单一而完整的可执行程序。
• 链接器同时也会引入标准C函数库中任何被该程序所用到的函数，而且它可以搜索程序员个人的程序库，将其需要的函数也链接到程序中。

1.1 编译阶段

编译阶段又细分为：预处理阶段、编译阶段、汇编阶段。

预处理阶段：主要是完成头文件包含、定义符号替换、注释删除等工作，.c文件转化成.i文件。
编译阶段：完成语法分析、词法分析、语义分析、符号汇总（符号汇总只汇总全局符号），生成汇编代码，将.i文件变成.s文件。
汇编阶段：将汇编指令转化成二进制代码，主要做的工作是生成符号表（各个文件自己的全局变量名的地址），供链接器链接。将.s文件转化成.o文件。
链接阶段：合并段表，符号表的合并和重定位，这样各个文件因为符号表的存在，就能链接起来。将.o文件转化成.exe文件。

1.2 执行阶段

有了.exe文件后，CPU就可以按照指令的顺序一条一条的往下执行了。这里不过多赘述。

2. 预处理详解

2.1 预定义符号

FILE //进行编译的源文件
LINE //文件当前的行号
DATE //文件被编译的日期
TIME //文件被编译的时间
STDC //如果编译器遵循ANSI C，其值为1，否则未定义

这些预定义符号都是语言内置的，示例：

2.2 #define

2.2.1 #define定义标识符

语法：
#define name stuff

示例：

#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。
// 如果定义的 stuff过长，可以分成几行写，除了最后一行外，每行的后面都加一个反斜杠(续行符)。
#define DEBUG_PRINT printf("file:%s\tline:%d\t \
                          date:%s\ttime:%s\n" ,\
                          __FILE__,__LINE__ , \
                          __DATE__,__TIME__ )

在最后最好不要加;防止出错

2.2.2 #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（macro）或定义宏（define macro）。
声明方式：#define name( parament-list ) stuff
其中的 parament-list 是一个由逗号隔开的符号表，它们可能出现在stuff中。

参数列表的左括号必须与name紧邻。如果两者之间有任何空白存在，参数列表就会被解释为stuff的一部分。

为了防止宏定义时出错，要尽可能的多用括号。如下图：

2.2.3 #define替换规则

在程序中扩展#define定义符号和宏时，需要涉及几个步骤。

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。

如下示例：MAX先被替换，接着DOUBLE再被替换

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。
对于第二句如下示例：字符串中的N，就没有被替换掉。

2.2.4 #和##

由下面代码可知：字符串具有自动连接的特点。

于是就有这样的代码：简化书写代码复杂性。

#define PRINT(FORMAT, VALUE)\
 printf("the value is "FORMAT"\n", VALUE);
...
PRINT("%d", 10);

#的作用：
下图代码中的#VALUE会被预处理成"VALUE"

##的作用：

##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。

如下图：##拼成了一个新的变量名。

2.2.5 宏和函数的对比

属性	#define定义宏	函数
代码长度	每次使用时，宏代码都会被插入到程序中。除了非常小的宏之外，程序的长度会大幅度增长	函数代码只出现于一个地方；每次使用这个函数时，都调用那个地方的同一份代码
执行速度	更快	存在函数的调用和返回的额外开销，所以相对慢一些
操作符优先级	宏参数的求值是在所有周围表达式的上下文环境里，除非加上括号，否则邻近操作符的优先级可能会产生不可预料的后果，所以建议宏在书写的时候多些括号。	函数参数只在函数调用的时候求值一次，它的结果值传递给函数。表达式的求值结果更容易预测。
带有副作用的参数	参数可能被替换到宏体中的多个位置，所以带有副作用的参数求值可能会产生不可预料的结果。	函数参数只在传参的时候求值一次，结果更容易控制。
参数类型	宏的参数与类型无关，只要对参数的操作是合法的，它就可以使用于任何参数类型。	函数的参数是与类型有关的，如果参数的类型不同，就需要不同的函数，即使他们执行的任务是相同的。
调试	不方便	可以逐语句调试
递归	不能递归	可以递归

2.2.6 命名约定

为了方便程序员区分宏和函数：

把宏名全部大写
函数名不要全部大写

2.3 #undef

这条指令用于移除一个宏定义。
#undef NAME
//如果现存的一个名字需要被重新定义，那么它的旧名字首先要被移除。

如下示例：移除后，编译器不再认识ARR

2.4 命令行定义

许多C 的编译器提供了一种能力，允许在命令行中定义符号。用于启动编译过程。
例如：当我们根据同一个源文件要编译出一个程序的不同版本的时候，这个特性有点用处。（假定某个
程序中声明了一个某个长度的数组，如果机器内存有限，我们需要一个很小的数组，但是另外一个机器
内存大些，我们需要一个数组能够大些。）

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    int array [ARRAY_SIZE];
    int i = 0;
    for(i = 0; i< ARRAY_SIZE; i ++)
   {
    
        array[i] = i;
   }
    for(i = 0; i< ARRAY_SIZE; i ++)
   {
    
        printf("%d " ,array[i]);
   }
    printf("\n" );
    return 0;
}

//linux 环境演示
gcc -D ARRAY_SIZE=10 programe.c

在linux下完成上述操作，即可完成编译

2.5 条件编译

相当于if else 语句，满足条件编译，不满足不编译。

如下示例：只有一条语句执行。

各种使用格式如下：

1.
#if 常量表达式
 //...
#endif
//常量表达式由预处理器求值。
如：
#define __DEBUG__ 1
#if __DEBUG__
 //..
#endif
2.多个分支的条件编译
#if 常量表达式
 //...
#elif 常量表达式
 //...
#else
 //...
#endif
3.判断是否被定义
#if defined(symbol)
#ifdef symbol
#if !defined(symbol)
#ifndef symbol
4.嵌套指令
#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

2.6 文件包含

2.6.1 头文件被包含方式

本地包含：

#include “filename”

查找策略：先在源文件所在目录下查找，如果该头文件未找到，编译器就像查找库函数头文件一样在标准位置查找头文件。
如果找不到就提示编译错误。

库文件包含：

#include <filename.h>

查找头文件直接去标准路径下去查找，如果找不到就提示编译错误

2.6.2 嵌套文件包含

为了防止头文件被重复的包含编译，我们有如下解决策略：
在每个头文件的开头都写：意思是如果__TEST_H__被定义了，就不编译。

#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//头文件的内容
#endif   //__TEST_H__

或者写：

#pragma once

这样也防止重复编译。

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为了防止不必要的麻烦，如果可以，请不要在.h文件中#include任何文件，尽量在.c/.cpp里面包含，.h文件中仅仅是声明。
原因参考该链接：借鉴地址
以上是预处理相关知识介绍，如有问题，恳请大佬指点