在源程序被編譯器處理之前

『壹』 C語言源程序到運行程序經過哪幾個步驟

1、預處理

在這一階段，源碼中的所有預處理語句得到處理，例如：#include語句所包含的文件內容替換掉語句本身，所有已定義的宏被展開。

根據#ifdef，#if等語句的條件是否成立取捨相應的部分，預處理之後源碼中不再包含任何預處理語句。

GCC預處理階段可以生成.i的文件，通過選項-E可以使編譯器在預處理結束時就停止編譯。例如：gcc -E -o hello.i hello.c

2、編譯

這一階段，編譯器對源碼進行詞法分析、語法分析、優化等操作，最後生成匯編代碼。這是整個過程中最重要的一步，因此也常把整個過程稱為編譯。

可以通過選項-S使GCC在進行完編譯後停止，生成.s的匯編程序。例如：gcc -S -o hello.s hello.c

3、匯編

這一階段使用匯編器對匯編代碼進行處理，生成機器語言代碼，保存在後綴為.o的目標文件中。

當程序由多個代碼文件構成時，每個文件都要先完成匯編工作，生成.o目標文件後，才能進入下一步的鏈接工作。

目標文件已經是最終程序的某一部分了，只是在鏈接之前還不能執行。可以通過-c選項生成目標文件：gcc -c -o hello.o hello.c

4、鏈接

經過匯編以後的機器代碼還不能直接運行。為了使操作系統能夠正確載入可執行文件，文件中必須包含固定格式的信息頭，還必須與系統提供的啟動代碼鏈接起來才能正常運行，這些工作都是由鏈接器來完成的。gcc -o hello hello.c

5、運行：執行.EXE文件，得到運行結果。

『貳』 java的源程序是怎樣被編譯和運行的

說得簡單易懂一點，就是JAVA的源程序通過其編譯器編譯成JVM能夠能夠讀懂的源碼，然後由JVM來負責執行，所以簡單說編譯器可以理解成為一個解碼的作用。JVM才是真正的執行工具。JVM可以跨平台，但是運行JAVA無論什麼平台都必須有JVM的支持。

『叄』 c語言預處理

其實網路文庫也講得挺明白的，你可以打開一個.h的頭文件看看裡面，對應這三點，就很清楚了。一.宏定義1.不帶參數的宏定義： 宏定義又稱為宏代換、宏替換，簡稱「宏」。 格式： #define 標識符 字元串 其中的標識符就是所謂的符號常量，也稱為「宏名」。 預處理（預編譯）工作也叫做宏展開：將宏名替換為字元串。 掌握"宏"概念的關鍵是「換」。一切以換為前提、做任何事情之前先要換，准確理解之前就要「換」。 即在對相關命令或語句的含義和功能作具體分析之前就要換： 例： #define PI 3.1415926 把程序中出現的3.1415926全部換成PI 說明： （1）宏名一般用大寫 （2）使用宏可提高程序的通用性和易讀性，減少不一致性，減少輸入錯誤和便於修改。例如：數組大小常用宏定義 （3）預處理是在編譯之前的處理，而編譯工作的任務之一就是語法檢查，預處理不做語法檢查。 （4）宏定義末尾不加分號； （5）宏定義寫在函數的花括弧外邊，作用域為其後的程序，通常在文件的最開頭。 （6）可以用#undef命令終止宏定義的作用域 （7）宏定義可以嵌套 （8）字元串" "中永遠不包含宏 （9）宏定義不分配內存，變數定義分配內存。 2.帶參數的宏： 除了一般的字元串替換，還要做參數代換 格式： #define 宏名（參數表） 字元串 例如：#define S(a,b) a*b area=S(3,2)；第一步被換為area=a*b; ，第二步被換為area=3*2; 類似於函數調用，有一個啞實結合的過程： （1）實參如果是表達式容易出問題 #define S(r) r*r area=S(a+b);第一步換為area=r*r;,第二步被換為area=a+b*a+b; 正確的宏定義是#define S(r) (r)*(r) （2）宏名和參數的括弧間不能有空格 （3）宏替換只作替換，不做計算，不做表達式求解 （4）函數調用在編譯後程序運行時進行，並且分配內存。宏替換在編譯前進行，不分配內存 （5）宏的啞實結合不存在類型，也沒有類型轉換。 （6）函數只有一個返回值，利用宏則可以設法得到多個值 （7）宏展開使源程序變長，函數調用不會 （8）宏展開不佔運行時間，只佔編譯時間，函數調用占運行時間（分配內存、保留現場、值傳遞、返回值） 編輯本段二. 文件包含一個文件包含另一個文件的內容 格式： #include "文件名" 或 #include <文件名> 編譯時以包含處理以後的文件為編譯單位，被包含的文件是源文件的一部分。 編譯以後只得到一個目標文件.obj 被包含的文件又被稱為「標題文件」或「頭部文件」、「頭文件」，並且常用.h作擴展名。 修改頭文件後所有包含該文件的文件都要重新編譯 頭文件的內容除了函數原型和宏定義外，還可以有結構體定義，全局變數定義： （1）一個#include命令指定一個頭文件； （2）文件1包含文件2，文件2用到文件3，則文件3的包含命令#include應放在文件1的頭部第一行； （3）包含可以嵌套； （4）<文件名>稱為標准方式，系統到頭文件目錄查找文件， "文件名"則先在當前目錄查找，而後到頭文件目錄查找； （5）被包含文件中的靜態全局變數不用在包含文件中聲明。 編輯本段三. 條件編譯有些語句行希望在條件滿足時才編譯。 格式：（1） #ifdef 標識符 程序段1 #else 程序段2 #endif 或 #ifdef 程序段1 #endif 當標識符已經定義時，程序段1才參加編譯。 格式：（2） #ifndef 標識符 格式：（3） #if 表達式1 程序段1 #else 程序段2 #endif 當表達式1成立時，編譯程序段1，當不成立時，編譯程序段2。 使用條件編譯可以使目標程序變小，運行時間變短。 預編譯使問題或演算法的解決方案增多，有助於我們選擇合適的解決方案。 此外，還有布局控制：#pragma，這也是我們應用預處理的一個重要方面，主要功能是為編譯程序提供非常規的控制流信息。

『肆』 C語言的編譯系統對宏命令的處理

前言：宏實質就是編譯器在對代碼進行編譯之前進行的一個「查找替換」工作，就跟你在處理文檔時用WPS/WORD/記事本等進行「查找替換」操作一樣。

C語言的編譯系統對宏命令的處理是（）
A。在程序運行時進行的
B。在對源程序中其他成分正式編譯之前進行的
C。在程序連續時進行的
D。和C程序中的其他語句同時進行編譯

答：選B。在對源程序中其他成分正式編譯之前進行的

2,
#define N 2 /* 在預編譯時將用下面代碼中N替換成2 */
#define M N+1 /* 在預編譯時將M替換成N+1（即2+1，N會再被替換成2）*/
#define NUM 2*M+1 /* 如上：在預編譯時NUM替換成2*M+1，即2*N+1+1，即2*2+1+1*/
main()
{int i;
for(i=1;i<=NUM;i++)printf("%d\n",i);
/*
* 如上所述，上句展開為：for(i=1;i<=2*2+1+1;i++)printf("%d\n",i);
* 所以：循環將執行6次
*/
}

/* 切記注意：每一個宏百進行替換時只是替換「正文」中的內容，而不包括預編譯語句的內容， 否則就會像不少人理解的那樣，錯誤地認為第2個題中的循環將執行7次 */

『伍』 編譯程序預處理干什麼

編譯預處理是C語言區別於其它高級程序設計語言的特徵之一，它屬於C語言編譯系統的一部分。C程序中使用的編譯預處理命令均以#開頭，它在C編譯系統對源程序進行編譯之前，先對程序中這些命令進行「預處理」。編譯預處理命令的三種不同形式：宏定義、文件包含和條件編譯。

『陸』 C語言文件的編譯與執行的四個階段並分別描述

開發C程序有四個步驟：編輯、編譯、連接和運行。

任何一個體系結構處理器上都可以使用C語言程序，只要該體系結構處理器有相應的C語言編譯器和庫，那麼C源代碼就可以編譯並連接到目標二進制文件上運行。

1、預處理：導入源程序並保存（C文件）。

2、編譯：將源程序轉換為目標文件（Obj文件）。

3、鏈接：將目標文件生成為可執行文件（EXE文件）。

4、運行：執行，獲取運行結果的EXE文件。

(6)在源程序被編譯器處理之前擴展閱讀：

將C語言代碼分為程序的幾個階段：

1、首先，源代碼文件測試。以及相關的頭文件，比如stdio。H、由預處理器CPP預處理為．I文件。預編譯的。文件不包含任何宏定義，因為所有宏都已展開，並且包含的文件已插入。我歸檔。

2、編譯過程是對預處理文件進行詞法分析、語法分析、語義分析和優化，生成相應的匯編代碼文件。這個過程往往是整個程序的核心部分，也是最復雜的部分之一。

3、匯編程序不直接輸出可執行文件，而是輸出目標文件。匯編程序可以調用LD來生成可以運行的可執行程序。也就是說，您需要鏈接大量的文件才能獲得「a.out」，即最終的可執行文件。

4、在鏈接過程中，需要重新調整其他目標文件中定義的函數調用指令，而其他目標文件中定義的變數也存在同樣的問題。

『柒』 c語言源程序是有什麼組成的

所有編程語言本質上都是由演算法+數據結構組成的。

一個C語言源程序，是由一個或多個函數定義順序組成的，其中必須有一個函數名為main的函數，main()函數又稱為主函數。C語言源程序的次要構成成分有：編譯預處理命令、注釋和聲明。

主函數被編譯程序翻譯成一個機器語言形式的主程序段，任何其他函數都將被編譯程序翻譯成機器語言形式的子程序段。

換言之，C語言源程序中的函數，並非數學中時常顯得有些高深莫測的函數，它只是完成特定數據處理任務的、功能上獨立的一個程序段而已。

(7)在源程序被編譯器處理之前擴展閱讀：

C語言特有特點

1、C語言是一個有結構化程序設計、具有變數作用域（variable scope）以及遞歸功能的過程式語言。

2、C語言傳遞參數均是以值傳遞（pass by value），另外也可以傳遞指針（a pointer passed by value）。

3、不同的變數類型可以用結構體（struct）組合在一起。

4、只有32個保留字（reserved keywords），使變數、函數命名有更多彈性。

5、部份的變數類型可以轉換，例如整型和字元型變數。

6、通過指針（pointer），C語言可以容易的對存儲器進行低級控制。

7、預編譯處理（preprocessor）讓C語言的編譯更具有彈性。

參考資料：網路-C語言

『捌』 計算機程序設計語言分為四類

計算機程序設計語言分為四類

為了讓計算機解決實際問題，人們從一開始就不斷地開展程序設計工作，這里的「程序」就是計算機能夠執行的指令代碼（機器碼和其它代碼）。程序設計人員還必須在一個被稱為「計算機程序設計語言（也可以稱為編譯或解釋性語言）」的環境中開展編程。

計算機程序設計語言

是指程序設計人員和計算機都可以識別的程序代碼（包括0和1機器代碼）規則，是人與計算機進行交流的工具，可以把程序設計語言分為以下四類。

1.機器語言

機器語言是一種CPU指令系統， 被稱為CPU的機器語言， 它是CPU可以識別的一組由0和1序列構成的指令碼。用機器語言編程序， 就是從所使用的CPU的指令系統中挑選合適的指令，組成一個指令序列。這種程序可以被機器直接理解並執行，速度很快，但由於不直觀、難記、難以理解、不易查錯、開發周期長，很難推廣應用下去，因此，只有專業人員在編制對於執行速度有很高要求的程序時才採用這種代碼。

2.匯編語言

為了減輕編程者的勞動強度，人們使用一些用於幫助記憶的符號來代替機器語言中的0、1機器指令代碼序列，使得編程效率和質量得到極大的提高。把這些助記符組成的指令系統稱為匯編語言。匯編語言是指令與機器語言指令基本上是一一對應的。由於這些助記符號不能被機器直接識別，所以匯編語言代碼程序必須被編譯成機器語言程序才能被機器理解和執行。編譯之前的程序被稱為「源程序」，編譯之後的被稱為「目標程序」。

匯編語言與機器語言都是因CPU的不同而不同， 所以統稱為「面向機器的語言」。使用這類語言，可以編出效率極高的程序，但對程序設計人員的要求也很高。他們不僅要考慮解題思路，還要熟悉機器的內部結構，一般的人很難掌握這類程序設計語言，還是不能大范圍推廣應用。

3.面向過程的語言

面向過程思想是一種以過程為中心的編程思想，是以什麼正在發生為主要目標進行編程。面向過程就是分析出解決問題所需要的步驟，然後用函數把這些步驟一步一步實現，使用的時候一個一個依次調用就可以了。

把解題的過程看做是數據被加工的過程，這種程序設計語言稱為面向過程的程序設計語言。常用的面向過程的語言有C、Fortran、Basic、Pascal等。使用這類編程語言，程序設計者可以不關心機器的內部結構甚至工作原理，把主要精力集中在解決問題的思路和方法上。這類擺脫了硬體束縛的程序設計語言被統稱為高級語言。高級語言的出現大大地提高了編程效率，使人們能夠開發出越來越大、功能越來越強的程序。要運行使用面向過程語言編制的程序，一般有兩種方法：(1)解釋型，(2)編譯型。

解釋型語言在程序編制完成之後，按照程序編排的順序一條條地把指令語句轉換為機器代碼然後執行。因為每次運行中每條語句都要進行轉換和執行這兩個步驟，所以解釋型語言的執行速度不快，並且每次執行都離不開語言環境。

編譯型語言在程序設計完成之後，使用語言本身提供的編譯(Compile)程序與連接(Link)程序把源程序編譯連接成為可執行文件(擴展名一般為「.exe」)。可執行文件就能脫離語言設計環境獨立運行了。當前比較流行的程序設計語言多數是編譯型的。也有些語言既可以解釋型地運行程序，也可以對程序進行編譯連接。

解釋型運行往往用在程序的調試過程中，而設計完成之後就可以把它編譯成為獨立的可執行文件。

計算機只能識別0、1，並不能能識別其他的語言。程序員在開發的時候，可以使用很多種語言，如c語言，java，python。使用不同的語言開發出來的程序，如果想要執行，那麼最終必須要變成機器語言才能執行。那怎麼樣變成機器語言，我們大家可以找一個翻譯。這個翻譯就專門負責把編寫的代碼翻譯成機器能夠識別的機器語言，叫做編譯器，不同的編譯器，就負責把不同的語言翻譯成計算機能夠識別的機器語言來，這個就是編譯器的作用。

根據編譯器對源代碼翻譯的方式不同，編譯器分成兩種類型，一種類型叫編譯器。而另一種類型叫做解釋器。

使用編譯器編譯的語言，通常稱為編譯性語言，而使用解釋器解釋的語言叫做解釋性語什麼又是編譯性語言，什麼又是解釋性語言？

這兩種語言到底是怎麼工作的？最典型的代表就是C語言、C 這種語言都叫做編譯性語言。編譯性語言是怎麼工作的，人們來看c語言或者C 的程序在自己的開發環境內來編寫代碼。那當程序開發完成之後，成員就把開發完成的源代碼統一交給編譯器。編譯器對所有源代碼進行翻譯。翻譯成機器語言，並且最終保存成一個可執行的文件，當我們需要執行這個文件的時候，在windows下最常見的操作就是雙擊一下可執行文件的圖標，就可以把這個文件交給CPU去執行。編譯性語言的特點，程序員在自己的開發環境內開發程序開發完成之後，統一交給編譯器。編譯器統一進行翻譯，並且最終生成一個獨立的可執行文件。用戶在需要的時候，就可以執行可執行文件看到最終的效果。

解釋性語言的特點，python語言就是一個解釋性語言，那解釋性語言在開發的時候，跟編譯性語言並沒有太大的區別，成員仍然是在自己的開發環境內來編寫代碼。假設現在寫了三行代碼，那這三行代碼怎麼運行啊？要想運行解釋性語言，我們就把這個源程序丟給解釋器。解釋器拿到源程序之後，會按照從上向下的方式逐一讀取代碼中央解釋器稱一行一行來翻譯的。首先讀出第一行代碼，就立刻翻譯成機器碼。翻譯完成之後，就丟給CPU去執行CPU在執行的過程中，解釋器在讀取第二行代碼進行翻譯。翻譯完成之後，再交給CPU去執行，然後依次類推，從上到下一次讀取每行代碼讀取一行。翻譯一行執行一行。

編譯性語言是統一編譯一次性執行。

解釋性語言是一行一行代碼進行翻譯，翻譯一行執行一行，編譯性語言最終產生的文件執行速度快，解釋性語言執行速度慢。因為最終生成的可執行文件中不需要任何的介入。

解釋性語言不同。解釋語言在執行的時候，必須是翻譯一行執行一行。解釋性語言的執行速度就相對慢一些，需要考慮的因素就所謂跨平台，就是我們開發完成的程序，既可以在windows上運行，也可以在linux上運行，還可以在MAC上運行一次編寫在任何一個平台上都能運行，這種方式就叫做跨平台。

如果我們使用的編譯器是在windows平台上編譯的程序，那麼最終生成的可執行文件只能在windows平台上運行，它並不能夠在linux上運行，並不能也不能在MAC上運行，這個是編譯性語言的特點。如果使用某一個操作系統的編譯器，那麼，這個編譯器最終生成的可執行文件就只能在這個操作系統上運行，而不能在其他操作系統上運行。

解釋性語言相對來說就簡單了，程序員仍按照習慣的方式來編寫代碼，程序編寫完成之後，如果想要執行，如果是windows，就在windows上安裝一套windows的解釋器，如果想在linux上執行呢，就在linux上安裝一套linux的解釋器，就是在不同的操作系統上安裝不同的解釋器。既然在每個操作系統上都已經安裝了解釋器，那源代碼就不需要任何的修改。這個就是解釋性語言在跨平台上的優勢。至於程序的執行是解釋器的工作，只需要在不同操作系統中安裝不同的解釋器同一份代碼就可以在不同操作系統中執行了。

開發完成的源程序要想執行，就必須找一個翻譯性語言要找的翻譯叫做編譯器，解釋性語言要找的翻譯叫做解釋器，而從執行效率上講，編譯性語言執行效率要比解釋性語言執行效率高，但是從跨平台來講解釋性語言跨平台能力要比邊形語言跨平台能力要強好。

4.面向對象的程序設計語言

隨著像Windows這樣具有圖形用戶界面的操作系統的廣泛使用，人們又形成了一種面向對象的程序設計思想。這種思想把整個現實世界或是其一部分看做是由不同種類對象(Object)組成的有機整體。同一類型的對象既有共同點，又有各自不同的特性。各種類型的對象之間通過發送消息進行聯系，消息能夠激發對象做出相應的反應，從而構成了一個運動的整體。採用了面向對象思想的程序設計語言就是面向對象的程序設計語言，當前使用較多的面向對象語言有Visual_Basic、C++、Java等。

面向對象語言：是一類以對象作為基本程序結構單位的程序設計語言，指用於描述的設計是以對象為核心，而對象是程序運行時刻的基本成分。面向對象語言：系統中的基本構件可識認為一組可識別的離散對象，在基本層次關系的不同類中共享數據和操作。

Python是一個完全面向對象的語言，那什麼又是面向對象？

面向對象是一種思維方式，同時也是一門程序設計技術。程序員每天的工作是使用自己熟悉的語言來解決一個又一個問題，那在解決問題的時候，有兩種方式，第一種方式要解決這個問題，自己一步一步把這個問題解決掉，自己來逐步的解決一個問題。第二種方式就是面向對象的這種解決問題的方法，用面向對象來解決一個問題的時候，通常我們要首先考慮由誰（這里指對象，而其具備解決該問題能力）來做。找一個別人來幫助自己做事情，而我們找到了這個對象，已經具備了解決這個問題的能力。這個對象做完之後，問題也同樣得到了解決。這個就是面向對象的解決方法。

第一種方式自己逐步來解決問題的每一個步驟，第二種方式我們來找一個對象替自己做事情，對象又具有做這件事情的能力。

如果開發程序，當然更傾向於第二種方式。找個對象來完成，這個思路就是面向對象的思維方式。在做事情的時候，找一個具有能力的對象，幫我們把問題解決掉就好了。這個就是從思維方式角度所謂面向對象的概念。

python是一個完全面向對象的語言。在python中，無論是函數，模塊，數字以及字元串等等等等，全部都是對象。在python中所有的東西都是對象，python這門語言中已經提供有各種各樣，具有很強大能力的對象。在工作中遇到不同的問題，就找不同的對象來幫我們解決問題就可以。這個是python面向對象語言的一個特點，同時大家在看第二個特點。Python應用一個強大的標准庫，所以強大的標准庫在python這門語言中已經內置有非常非常多，是具有強大能力的對象。當在開發時遇到不同的問題，可以在標准庫中來找不同的對象，幫我們把問題解決掉就好，在python的標准庫中提供有類似於系統管理，網路文本處理等，它的功能還是非常強大的。第三個特點：Python社區提供了大量的第三方模塊，什麼又是第三方模塊？所謂第三方模塊就是跟標准庫類似的一個庫，但是第三方模塊並不是由官方來開發的，而是由網路上非常非常多python愛好者來開發的。那這些愛好者為什麼要開發第三方模塊原因很簡單，因為標准估雖然很強大，但是標准庫的力量有限，而全世界有非常多的python愛好者以及開發團隊或者公司。針對當今市場上最主流的一些應用技術開發有非常多的模塊，把自己開發好的這些模塊開源出來。這些模塊都涉及到哪些領域，分別包括有科學計算，人工智慧機器學習，以及web開發大數據等。在python社區中有大量的第三方模塊，而這些第三方模塊在使用的，基本的方式是跟標准庫類似的，python這門語言既有一個能力非常強大的標准庫，又有一個非常非常豐富的第三方模塊。那麼，作為python的成員在開發的時候是不就非常容易了。面向對象的思維方式，就是在做事情之前，先找一個具有能力的對象，幫我們來解決問題。而python的標准庫也好。Python第三方模塊也好，實際上內置有大量的具有強大能力的對象，我們在使用python進行日常開發時，只需要從標准庫中或者第三方模塊中找到。能夠幫我們解決問題的對象，並且使用對象已經具有的能力，通常就可以快速的把我們日常開發中需要解決的問題搞定了，Python提供有強大的標准庫和第三方模塊。在開發時，只需要找到相應具有能力的對象，就可以解決日常工作中遇到的問題了。

程序設計語言的支持環境

操作系統是計算機最重要的一類軟體，其他程序的運行都要在操作系統支持與控制下進行。設計者編制的源程序並不能直接操作計算機，而要在要具體的程序設計語言的支持下通過操作系統來完成。它們之間如何相互配合，因語言、操作系統、計算機硬體的不同而不同。大多數情況下，編程人員沒必要關心程序每一個細節。

『玖』 編譯程序前三階段完成工作

編譯程序前三階段完成工作詞法分析、語法分析、語義分析和中間代碼生成。

編譯程序是把用高級程序設計語言或計算機匯編語言書寫的源程序，翻譯成等價的機器語言格式目標程序的翻譯程序，屬於採用生成性實現途徑實現的翻譯程序。編譯程序以高級程序設計語言書寫的源程序作為輸入，而以匯編語言或機器語言表示的目標程序作為輸出。

主要功能：

①語法檢查:檢查源程序是否合乎語法。如果不符合語法，編譯程序要指出語法錯誤的部位、性質和有關信息。編譯程序應使用戶一次上機，能夠盡可能多地查出錯誤。

②調試措施：檢查源程序是否合乎設計者的意圖。為此，要求編譯程序在編譯出的目標程序中安置一些輸出指令，以便在目標程序運行時能輸出程序動態執行情況的信息，如變數值的更改、程序執行時所經歷的線路等。這些信息有助於用戶核實和驗證源程序是否表達了演算法要求。

③修改手段：為用戶提供簡便的修改源程序的手段。編譯程序通常要提供批量修改手段（用於修改數量較大或臨時不易修改的錯誤）和現場修改手段（用於運行時修改數量較少、臨時易改的錯誤）。

『拾』 c語言中define的用法

C語言是計算機軟體領域非常經典的編程語言,unix、linux等眾多操作系統均是由C語言編寫而成。而在硬體控制、底層驅動等應用領域,C語言更是具有不可替代的作用。下面我就跟你們詳細介紹下c語言中define的用法，希望對你們有用。

c語言中define的用法如下：

#define是C語言中提供的宏定義命令，其主要目的是為程序員在編程時提供一定的方便，並能在一定程度上提高程序的運行效率，但學生在學習時往往不能 理解該命令的本質，總是在此處產生一些困惑，在編程時誤用該命令，使得程序的運行與預期的目的不一致，或者在讀別人寫的程序時，把運行結果理解錯誤，這對 C語言的學習很不利。

1. #define命令剖析

1.1 #define的概念

#define命令是C語言中的一個宏定義命令，它用來將一個標識符定義為一個字元串，該標識符被稱為宏名，被定義的字元串稱為替換文本。

該命令有兩種格式：一種是簡單的宏定義，另一種是帶參數的宏定義。

(1) 簡單的宏定義：

#define <宏名><字元串>

例： #define PI 3.1415926

(2) 帶參數的宏定義

#define <宏名> (<參數表>) <宏體>

例： #define A(x) x

一個標識符被宏定義後，該標識符便是一個宏名。這時，在程序中出現的是宏名，在該程序被編譯前，先將宏名用被定義的字元串替換，這稱為宏替換，替換後才進行編譯，宏替換是簡單的替換。

1.2 宏替換發生的時機

為了能夠真正理解#define的作用，讓我們來了解一下對C語言源程序的處理過程。當我們在一個集成的開發環境如Turbo C中將編寫好的源程序進行編譯時，實際經過了預處理、編譯、匯編和連接幾個過程，見圖1。

源程序預處理器修改後的源程序編譯器匯編程序匯編器可重定位的目標程序連接器可執行的目標程序圖1C語言的編譯過程

其中預處理器產生編譯器的輸出，它實現以下的功能：

（1） 文件包含

可以把源程序中的#include 擴展為文件正文，即把包含的.h文件找到並展開到#include 所在處。

（2） 條件編譯

預處理器根據#if和#ifdef等編譯命令及其後的條件，將源程序中的某部分包含進來或排除在外，通常把排除在外的語句轉換成空行。

（3） 宏展開

預處理器將源程序文件中出現的對宏的引用展開成相應的宏 定義，即本文所說的#define的功能，由預處理器來完成。

經過預處理器處理的源程序與之前的源程序有所有不同，在這個階段所進行的工作只是純粹的替換與展開，沒有任何計算功能，所以在學習#define命令時只要能真正理解這一點，這樣才不會對此命令引起誤解並誤用。

2#define使用中的常見問題解析

2.1 簡單宏定義使用中出現的問題

在簡單宏定義的使用中，當替換文本所表示的字元串為一個表達式時，容易引起誤解和誤用。如下例：

例1 #define N 2+2

void main()

{

int a=N*N;

printf(“%d”,a);

}

(1) 出現問題：在此程序中存在著宏定義命令，宏N代表的字元串是2+2，在程序中有對宏N的使用，一般同學在讀該程序時，容易產生的問題是先求解N為2＋2＝4，然後在程序中計算a時使用乘法，即N*N=4*4=16,其實該題的結果為8，為什麼結果有這么大的偏差?

(2)問題解析：如1節所述，宏展開是在預處理階段完成的，這個階段把替換文本只是看作一個字元串，並不會有任何的計算發生，在展開時是在宏N出現的地方 只是簡單地使用串2＋2來代替N，並不會增添任何的符號，所以對該程序展開後的結果是a=2+2*2+2，計算後=8，這就是宏替換的實質，如何寫程序才 能完成結果為16的運算呢？

(3)解決辦法：將宏定義寫成如下形式

#define N (2+2)

這樣就可替換成(2+2)*(2+2)=16

2.2 帶參數的宏定義出現的問題

在帶參數的宏定義的使用中，極易引起誤解。例如我們需要做個宏替換能求任何數的平方，這就需要使用參數，以便在程序中用實際參數來替換宏定義中的參數。一般學生容易寫成如下形式：

#define area(x) x*x

這在使用中是很容易出現問題的，看如下的程序

void main()

{

int y=area(2+2);

printf(“%d”,y);

}

按理說給的參數是2+2，所得的結果應該為4*4=16，但是錯了，因為該程序的實際結果為8，仍然是沒能遵循純粹的簡單替換的規則，又是先計算再替換 了，在這道程序里，2+2即為area宏中的參數，應該由它來替換宏定義中的x，即替換成2+2*2+2=8了。那如果遵循(1)中的解決辦法，把2+2 括起來，即把宏體中的x括起來，是否可以呢？#define area(x) (x)*(x)，對於area(2+2)，替換為(2+2)*(2+2)=16，可以解決，但是對於area(2+2)/area(2+2)又會怎麼樣 呢，有的學生一看到這道題馬上給出結果，因為分子分母一樣，又錯了，還是忘了遵循先替換再計算的規則了，這道題替換後會變為 (2+2)*(2+2)/(2+2)*(2+2)即4*4/4*4按照乘除運算規則，結果為16/4*4=4*4=16，那應該怎麼呢？解決方法是在整個 宏體上再加一個括弧，即#define area(x) ((x)*(x))，不要覺得這沒必要，沒有它，是不行的。

要想能夠真正使用好宏定義，那麼在讀別人的程序時，一定要記住先將程序中對宏的使用全部替換成它所代表的字元串，不要自作主張地添加任何其他符號，完全展 開後再進行相應的計算，就不會寫錯運行結果。如果是自己編程使用宏替換，則在使用簡單宏定義時，當字元串中不只一個符號時，加上括弧表現出優先順序，如果是 帶參數的宏定義，則要給宏體中的每個參數加上括弧，並在整個宏體上再加一個括弧。看到這里，不禁要問，用宏定義這么麻煩，這么容易出錯，可不可以摒棄它， 那讓我們來看一下在C語言中用宏定義的好處吧。

3 宏定義的優點

(1) 方便程序的修改

使用簡單宏定義可用宏代替一個在程序中經常使用的常量，這樣在將該常量改變時，不用對整個程序進行修改，只修改宏定義的字元串即可，而且當常量比較長時， 我們可以用較短的有意義的標識符來寫程序，這樣更方便一些。我們所說的常量改變不是在程序運行期間改變，而是在編程期間的修改，舉一個大家比較熟悉的例 子，圓周率π是在數學上常用的一個值，有時我們會用3.14來表示，有時也會用3.1415926等，這要看計算所需要的精度，如果我們編制的一個程序中 要多次使用它，那麼需要確定一個數值，在本次運行中不改變，但也許後來發現程序所表現的精度有變化，需要改變它的值， 這就需要修改程序中所有的相關數值，這會給我們帶來一定的不便，但如果使用宏定義，使用一個標識符來代替，則在修改時只修改宏定義即可，還可以減少輸入 3.1415926這樣長的數值多次的情況，我們可以如此定義 #define pi 3.1415926，既減少了輸入又便於修改，何樂而不為呢？

(2) 提高程序的運行效率

使用帶參數的宏定義可完成函數調用的功能，又能減少系統開 銷，提高運行效率。正如C語言中所講，函數的使用可以使程序更加模塊化，便於組織，而且可重復利用，但在發生函數調用時，需要保留調用函數的現場，以便子 函數執行結束後能返回繼續執行，同樣在子函數執行完後要恢復調用函數的現場，這都需要一定的時間，如果子函數執行的操作比較多，這種轉換時間開銷可以忽 略，但如果子函數完成的功能比較少，甚至於只完成一點操作，如一個乘法語句的操作，則這部分轉換開銷就相對較大了，但使用帶參數的宏定義就不會出現這個問 題，因為它是在預處理階段即進行了宏展開，在執行時不需要轉換，即在當地執行。宏定義可完成簡單的操作，但復雜的操作還是要由函數調用來完成，而且宏定義 所佔用的目標代碼空間相對較大。所以在使用時要依據具體情況來決定是否使用宏定義。

形式參數不能用帶引號的字元串替換。

但是，如果在替換文本中，參數名以#作為前綴則結果將被擴展為 由 實際參數 替換 此實際參數的帶引號的字元串。

例如，可以將它與字元串連接運算結合起來編寫一個調試列印宏：

#define dprint（expr） printf（#expr “ = %\n”，expr）

使用語句 dprint（x/y）;

調用宏時，該宏將被擴展為：printf（“x/y”“ = %\n”，x/y）;

其中的字元串被連接起來了，這樣便等價於printf（“x/y = %\n”，x/y）;

在實際參數中，每個雙引號 “ 將被替換為 \” ；反斜杠\將被替換為\\,因此替換後的字元串是合法的字元串常量。

預處理運算符 ## 為宏擴展提供了一種連接實際參數的手段。如果替換文本中的參數與 ## 相鄰，則該參數將被實際參數替換，##與前後的空白符將被刪除，並對替換後的結果重新掃描。

例如，下面定義的宏paste用於連接兩個參數

#define paste(front, back) front ## back

因此，宏調用past（name,1）的結果將建立記號name1.

c語言中沒有swap這個函數，C語言不支持重載，也沒有模版的概念，所以對於每一種類型，都要寫出相應的swap，如

intSwap (int *, int *);

longSwap (long *, long *);

stringSwap (char *, char *);

宏定義swap（t，x，y）以交換t類型的兩個參數（要使用程序塊結構）。

程序如下：

#include <iostream.h>

#define SWAP(t,x,y) \

{\

t temp = *y;\

*y = *x;\

*x = temp;\

}

main()

{

int a = 10, b = 5;

SWAP(int,&a,&b)

cout << a << endl << b<<endl;

}

用\換行，\的意思是說把下一行看作和這行是同一行.換行必須要反斜杠,而且\後面直接回車,不能有空格。