【C语言进阶深度学习记录】十八条件编译的使用与分析

喜欢ヅ旅行 2022-03-17 08:44 240阅读 0赞

> ### 文章目录 ###
> 
>  *   *  1 基本概念
>      *   *  1.1 代码分析
>          *  1.2 通过命令行定义宏
>      *  2 \#include 的本质
>      *   *  2.1 解决重复包含头文件的问题
>      *  3 条件编译的应用
>      *  4 总结

## 1 基本概念 ##

*  条件编译的行为类似于C语言中的if … else…
 *  条件编译是**预编译指示指令**，用于控制**是否编译某段代码**

比如下图的代码：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3Mzc1NDI3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

*  上面的 \#if、\#else、\#endif 就是条件编译的构成当然，还有其他的样式，后面会通过例子详细说明。

### 1.1 代码分析 ###

如下代码：

*  22-1.c

#include <stdio.h>
    
    #define C 1
    int main(){
        
        
        const char* s;
        
        #if(C == 1)
            s = "This is first printf...\n";
        #else 
            s = "This is second printf...\n";
        #endif
        
        printf("%s", s);
        return 0;
    }

*  上述代码编译运行结果为：

This is first printf…

上面的代码，看起来很简单，实际上，因为条件编译虽然像if…else 但是它并不像if…else那样在程序运行的时候进行判断，而是在预编译器编译的时候就决定了。什么意思呢？可以使用预编译指令对上述代码进行预编译（当然，为了简洁，先将1行和第14行需要使用标准库文件的代码注释掉）

*  gcc -E 22-1.c -o 22-1.i
 *  生成的预编译文件22-1.i 内容如下：

# 1 "22-1-lyy.c"
    # 1 "<built-in>"
    # 1 "<command-line>"
    # 1 "22-1-lyy.c"
    
    
    
    int main(){
        
    
        const char* s;
    
    
            s = "This is first printf...\n";
    
    
    
    
    
        return 0;
    }

*  可以看到，在预编译阶段，就已经将条件编译指令处理完了，预编译结束后，就只剩下，条件编译中为真的那段代码。如上面的代码。所以我们可以总结出下面几条规则：

1.  预编译器根据条件编译指令有选择的删除代码
2.  预编译器不知道代码分支的存在
3.  if … else… 在程序的运行期进行判断
4.  条件编译指令在预编译期就进行了判断，并且将条件为真的代码保留，为假的代码删除。

### 1.2 通过命令行定义宏 ###

*  补充一点，我们还可以通过命令行定义宏，而无需再代码中定义，如下图所示：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3Mzc1NDI3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

如下代码：

*  22-2.c

#include <stdio.h>
    
    int main()
    {
        
        const char* s;
    
        #ifdef C
            s = "This is first printf...\n";
        #else
            s = "This is second printf...\n";
        #endif
    
        printf("%s", s);
        
        return 0;
    }

1.  如果使用下面的方法编译：

*  gcc 22-2.c -o 22-2.out

运行结果为：

This is second printf…

1.  如果使用下面的方法编译：

*  gcc -DC 22-2.c -o 22-2.out 或者 gcc -DC=1 22-2.c -o 22-2.out

运行结果为：

This is first printf…

> 我想上面的示例，已经足以让我们学会使用命令行定义宏了

## 2 \#include 的本质 ##

这个我们已经熟悉的不能再熟悉的东西了，包含头文件，有什么玄机？

*  \#include 的本质是将已经存在的文件嵌入到当前文件中
 *  \#include 的间接包含，同样会产生嵌入文件的操作，这样会导致一个文件包含两个相同的头文件，这会产生错误。

比如下图的形式，编译会出错：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3Mzc1NDI3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

以下面三个代码为例，来说明：

*  global.h代码

// global.h
    int global = 10;

*  test.h

// test.h
    #include "global.h"
    const char* NAME = "test.h";
    char* hello_world()
    {
            
    	return "Hello world!\n";
    }

*  2-3.c

#include <stdio.h>
    #include "test.h"
    #include "global.h"
    
    int main()
    {
        
        const char* s = hello_world();
        int g = global;
        
        printf("%s\n", NAME);
        printf("%d\n", g);
        
        return 0;
    }

编译运行上述三个代码;

*  gcc 22-3.c -o 22-3.out
 *  ./22-3.out

![在这里插入图片描述][2019022316533413.png_pic_center]

> 上面错误的行数不一样是因为我个人的代码行数与上面的不一样，这个可以忽略

*  从上面的错误可以看出，变量global 重复定义了。很明显，我们并没有重复定义。
 *  对上述代码进行预编译（首先将第1、10、11 行注释掉，方便文件内容查看），gcc -E 22-3.c -o 22-3.i 得出的预编译文件内容如下：

# 1 "22-3.c"
    # 1 "<built-in>"
    # 1 "<command-line>"
    # 1 "22-3.c"
    
    # 1 "test.h" 1
    
    
    
    
    # 1 "global.h" 1
    
    
    
    int global = 10;
    # 6 "test.h" 2
    
    const char* NAME = "test.h";
    char* hello_world(){
        
       return "Hello world!\n";
       }
    # 3 "22-3.c" 2
    # 1 "global.h" 1
    
    
    
    int global = 10;
    # 4 "22-3.c" 2
    
    int main()
    {
        
        const char* s = hello_world();
        int g = global;
    
    
    
    
        return 0;
    }

从上面的预编译文件可以看出：

1.  11行和23行中，该程序包含了两次 global.h 这个头文件
2.  15行和27行中，该程序定义了两次global 这个变量，导致了变量的重复定义
3.  所以代码编译出错。将源代码test.h中包含的global.h文件注释掉，重新编译即可。

### 2.1 解决重复包含头文件的问题 ###

在一个大型软件中，重复包含头文件是非常普遍的，如果我们一个一个的去找，那就会太浪费时间。

使用条件编译，是可以解决该问题的。比如将上面的global.h 与test.h改为如下样式：

*  global.h

// global.h
    #ifndef _GLOBAL_H_
    #define _GLOBAL_H_
    int global = 10;
    
    #endif

*  test.h

// test.h
    #ifndef _TEST_H_
    #define _TEST_H_
    
    #include "global.h"
    
    const char* NAME = "test.h";
    
    char* hello_world(){
         
       return "Hello world!\n";
       }
    
    #endif

改好上面两个文件后，重新编译运行代码，结果如下：

![在这里插入图片描述][20190223170855366.png_pic_center]

*  上面改变后的global.h与test.h 只是加了个条件编译指令，如果某一头文件被包含过一次，再要包含它的时候，由于不符合条件编译的条件，就不会有后面的代码，这样就避免了一个头文件被重复包含的错误。（如果不理解，回头从头看起，多看两遍）

## 3 条件编译的应用 ##

条件编译可以定义软件产品的**发布版与调试版** 。

可以在代码中使用条件编译来定义需要调试的代码，当整个软件产品都调试通过最终需要发布的时候，可以直接去掉相关的宏定义（或者直接使用命令行的时候，不定义调试需要的宏即可），就可以使得代码在编译的时候，直接删除调试部分的代码，而无需自己动手删除。

本部分就不写实验了。

## 4 总结 ##

*  条件编译可以使得我们按照不同的条件编译不同的代码片段，因而可以产生不同的目标代码
 *  通过编译器命令行，可以定义预处理器使用的宏
 *  条件编译，可以避免重复包含同一个头文件多次
 *  条件编译可以定义软件产品的发布版和调试版

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