預編譯又稱為預處理，是做些代碼文本的替換工作預編譯又稱為預處理，是做些代碼文本的替換工作處理#開頭的指令，比如拷貝#include包含的檔案代碼，#define宏定義的替換，條件編譯等就是為編譯做的預備工作的階段主要處理#開始的預編譯指令預編譯指令指示了在程式正式編譯前就由編譯器進行的操作，可以放在程式中的任何位置。
基本介紹
- 中文名：預編譯器
- 外文名：Ahead-of-time compiler
- 基礎學科：信息學科
- 基本指令：3種
- 使用語言：C語言，Android語言
- 套用領域：信息科學領域
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基本信息
預處理過程掃描原始碼，對其進行初步的轉換，產生新的原始碼提供給編譯器。可見預處理過程先於編譯器對原始碼進行處理。在C語言中，並沒有任何內在的機制來完成如下一些功能：在編譯時包含其他源檔案、定義宏、根據條件決定編譯時是否包含某些代碼。要完成這些工作，就需要使用預處理程式。儘管在目前絕大多數編譯器都包含了預處理程式，但通常認為它們是獨立於編譯器的。預處理過程讀入原始碼，檢查包含預處理指令的語句和宏定義，並對原始碼進行回響的轉換。預處理過程還會刪除程式中的注釋和多餘的空白字元。預處理指令是以#號開頭的代碼行。#號必須是該行除了任何空白字元外的第一個字元。#後是指令關鍵字，在關鍵字和#號之間允許存在任意個數的空白字元。整行語句構成了一條預處理指令，該指令將在編譯器進行編譯之前對原始碼做某些轉換。
基本指令
指令 | 用途 |
# | 空指令，無任何效果 |
#include | 包含一個原始碼檔案 |
#define | 定義宏 |
#undef | 取消已定義的宏 |
#if | 如果給定條件為真，則編譯下面代碼 |
#ifdef | 如果宏已經定義，則編譯下面代碼 |
#ifndef | 如果宏沒有定義，則編譯下面代碼 |
#elif | 如果前面的#if給定條件不為真，當前條件為真，則編譯下面代碼 |
#endif | 結束一個#if……#else條件編譯塊 |
#error | 停止編譯並顯示錯誤信息 |
檔案包含
#include預處理指令的作用是在指令處展開被包含的檔案。包含可以是多重的，也就是說一個被包含的檔案中還可以包含其他檔案。標準C編譯器至少支持八重嵌套包含。
預處理過程不檢查在轉換單元中是否已經包含了某個檔案並阻止對它的多次包含。這樣就可以在多次包含同一個頭檔案時，通過給定編譯時的條件來達到不同的效果。
例如：
#define AAA
#include "t.c"
#undef AAA
#include "t.c"
為了避免那些只能包含一次的頭檔案被多次包含，可以在頭檔案中用編譯時條件來進行控制。
例如：
#ifndef MY_H
#define MY_H
……
#endif
在程式中包含頭檔案有兩種格式：
#include <my.h>
#include "my.h"
第一種方法是用尖括弧把頭檔案括起來。這種格式告訴預處理程式在編譯器自帶的或外部庫的頭檔案中搜尋被包含的頭檔案。第二種方法是用雙引號把頭檔案括起來。這種格式告訴預處理程式在當前被編譯的應用程式的原始碼檔案中搜尋被包含的頭檔案，如果找不到，再搜尋編譯器自帶的頭檔案。
採用兩種不同包含格式的理由在於，編譯器是安裝在公共子目錄下的，而被編譯的應用程式是在它們自己的私有子目錄下的。一個應用程式既包含編譯器提供的公共頭檔案，也包含自定義的私有頭檔案。採用兩種不同的包含格式使得編譯器能夠在很多頭檔案中區別出一組公共的頭檔案。
宏信息
宏定義了一個代表特定內容的標識符。預處理過程會把原始碼中出現的宏標識符替換成宏定義時的值。宏最常見的用法是定義代表某個值的全局符號。宏的第二種用法是定義帶參數的宏，這樣的宏可以象函式一樣被調用，但它是在調用語句處展開宏，並用調用時的實際參數來代替定義中的形式參數。
1.#define指令
#define預處理指令是用來定義宏的。該指令最簡單的格式是：首先神明一個標識符，然後給出這個標識符代表的代碼。在後面的原始碼中，就用這些代碼來替代該標識符。這種宏把程式中要用到的一些全局值提取出來，賦給一些記憶標識符。
#define MAX_NUM 10
int array[MAX_NUM];
for(i=0;i<MAX_NUM;i++)
在這個例子中，對於閱讀該程式的人來說，符號MAX_NUM就有特定的含義，它代表的值給出了數組所能容納的最大元素數目。程式中可以多次使用這個值。作為一種約定，習慣上總是全部用大寫字母來定義宏，這樣易於把程式紅的宏標識符和一般變數標識符區別開來。如果想要改變數組的大小，只需要更改宏定義並重新編譯程式即可。
宏表示的值可以是一個常量表達式，其中允許包括前面已經定義的宏標識符。
例如：
#define ONE 1
#define TWO 2
#define THREE (ONE+TWO)
注意上面的宏定義使用了括弧。儘管它們並不是必須的。但出於謹慎考慮，還是應該加上括弧的。
例如：
six=THREE*TWO;
預處理過程把上面的一行代碼轉換成：
six=(ONE+TWO)*TWO;
如果沒有那個括弧，就轉換成six=ONE+TWO*TWO;了。
宏還可以代表一個字元串常量，例如：
#define VERSION "Version 1.0 Copyright(c) 2003"
2.帶參數的#define指令
帶參數的宏和函式調用看起來有些相似。
看一個例子：
#define Cube(x) (x)*(x)*(x) 可以時任何數字表達式甚至函式調用來代替參數x。這裡再次提醒大家注意括弧的使用。宏展開後完全包含在一對括弧中，而且參數也包含在括弧中，這樣就保證了宏和參數的完整性。
看一個用法：
int num=8+2;
volume=Cube(num);
展開後為(8+2)*(8+2)*(8+2);
如果沒有那些括弧就變為8+2*8+2*8+2了。
下面的用法是不安全的：
volume=Cube(num++);
如果Cube是一個函式，上面的寫法是可以理解的。但是，因為Cube是一個宏，所以會產生副作用。這裡的擦書不是簡單的表達式，它們將產生意想不到的結果。它們展開後是這樣的：
volume=(num++)*(num++)*(num++);
很顯然，結果是10*11*12,而不是10*10*10;
那么怎樣安全的使用Cube宏呢？必須把可能產生副作用的操作移到宏調用的外面進行：
int num=8+2;
volume=Cube(num);
num++;
3.#運算符
出現在宏定義中的#運算符把跟在其後的參數轉換成一個字元串。有時把這種用法的#稱為字元串化運算符。例如：
#define PASTE(n) "adhfkj"#n
main()
{
printf("%s\n",PASTE(15));
}
宏定義中的#運算符告訴預處理程式，把原始碼中任何傳遞給該宏的參數轉換成一個字元串。所以輸出應該是adhfkj15。
當我們定義一個類函式宏的時候，位於引號字元串中的類函式宏參數將被看做普通文本，而不是被看作一個可被替換的參數。
如果想要把‘X'字元變成類函式宏的參數8時，我們可以用一個預處理運算符(#)來完成。例如，如果X是一個宏參數，那么#X可以把參數名轉化為相應的字元串，這個過程稱為字元串化(stringizing)
4.##運算符
##運算符用於把參數連線到一起。預處理程式把出現在##兩側的參數合併成一個符號。看下面的例子：
#define NUM(a,b,c) a##b##c
#define STR(a,b,c) a##b##c
main()
{
printf("%d\n",NUM(1,2,3));
printf("%s\n",STR("aa","bb","cc"));
}
最後程式的輸出為:
123
aabbcc
千萬別擔心，除非需要或者宏的用法恰好和手頭的工作相關，否則很少有程式設計師會知道##運算符。絕大多數程式設計師從來沒用過它。
和#運算符一樣，##運算符可以用於類函式宏的替換部分，還可以用於類對象宏的替換部分。這個運算符把兩個語言符號組合成單個語言符號。
條件編譯指令
條件編譯指令將決定那些代碼被編譯，而哪些是不被編譯的。可以根據表達式的值或者某個特定的宏是否被定義來確定編譯條件。
1.#if指令
#if指令檢測跟在製造另關鍵字後的常量表達式。如果表達式為真，則編譯後面的代碼，知道出現#else、#elif或#endif為止；否則就不編譯。
2.#endif指令
#endif用於終止#if預處理指令。
#define DEBUG 0
main()
{
#if DEBUG
printf("Debugging\n");
#endif
printf("Running\n");
}
由於程式定義DEBUG宏代表0，所以#if條件為假，不編譯後面的代碼直到#endif，所以程式直接輸出Running。
如果去掉#define語句，效果是一樣的。
3.#ifdef和#ifndef
#define DEBUG
main()
{
#ifdef DEBUG
printf("yes\n");
#endif
#ifndef DEBUG
printf("no\n");
#endif
}
#if defined等價於#ifdef；#if !defined等價於#ifndef
4.#else指令
#else指令用於某個#if指令之後，當前面的#if指令的條件不為真時，就編譯#else後面的代碼。#endif指令將中指上面的條件塊。
#define DEBUG
main()
{
#ifdef DEBUG
printf("Debugging\n");
#else
printf("Not debugging\n");
#endif
printf("Running\n");
}
5.#elif指令
#elif預處理指令綜合了#else和#if指令的作用。
#define TWO
main()
{
#ifdef ONE
printf("1\n");
#elif defined TWO
printf("2\n");
#else
printf("3\n");
#endif
}
程式很好理解，最後輸出結果是2。
6.其他一些標準指令
#error指令將使編譯器顯示一條錯誤信息，然後停止編譯。
#line指令可以改變編譯器用來指出警告和錯誤信息的檔案號和行號。
#pragma指令沒有正式的定義。編譯器可以自定義其用途。典型的用法是禁止或允許某些煩人的警告信息。
