Linux C语言结构体

前面学习了c语言的基本语法特性，本节进行更深入的学习。

预处理程序。编译指令: 预处理, 宏定义，
建立自己的数据类型：结构体，联合体，动态数据结构
c语言表达式工具逻辑运算符： & | ^ ~ << >>
函数的递归调用方法

什么是预处理

vim helloworld.c1

helloworld.c：

#include int main()
{    printf("hello,world!\n");    return 0;
}1234567

编译的目的:

从c语言.c源文件变成可执行文件

gcc helloworld.c -o helloworld.out./helloworld.out12

编译的四个步骤:

.c文件->.i文件->.s文件->.o文件->可执行文件(可运行)

下面我们来查看预处理中要做的事情:

gcc -o helloworld.i helloworld.c -E1

-E表示只让gcc执行预处理。

// 查看helloworld.i文件cat helloworld.i12

vim跳到整个文档底部，命令: :$

可以看到代码的底端是我们的main函数

对比一下.i文件和.c文件的区别

首先:它们都是c的语法。其次.c文件main函数上面是#include

而.i 文件中这行代码不见了，变成了上面这些东西。

所以预处理所做的第一件事情就是展开头文件

将#include 中stdio.h展开,将未注释的内容直接写入.i文件。

在预处理步骤中，除了展开头文件，还要进行宏替换。

宏是什么

c语言常量分为直接常量和符号常量:

#define 标识符 常量值 (注意:没有分号)1

helloMacro.c源代码：

#include #define R 10int main()
{    int a =R;    printf("a=%d\n");    printf("hello,world!\n");    return 0;
}12345678910

gcc -o helloMacro.i helloMacro.c -E1

预处理过之后的代码

# 4 "helloworld.c"int main()
{    int a =10;    printf("a=%d\n");    printf("hello,world!\n");    return 0;
}12345678

可以看到10是直接当做一个字符串来替换原本的宏定义R。

宏的本质是发生在预处理阶段单纯的字符串替换(宏替换), 在预处理阶段,宏不考虑语法;

示例代码2:
vim helloMacro2.c

#include #define R 10#define M int main(M){    printf("hello,world!\n");    return 0;
}12345678

gcc helloMacro2.c -o helloMacro2.out./helloMacro2.out12

预处理是没有问题的,可以成功的编译执行。宏不考虑C语言的语法。它很单纯，字符串替换。

宏用于大量反复使用的常量、数组buffer的大小，为了便于修改定义成宏。

通常定义数组我们这样写:

int a[10];int b[10];12

定义两个相同大小的数组，这里我们就可以改为下面代码。

#define R 10int a[R];int b[R];123

一次修改，可以修改两份。

宏也是可以传递参数的，可以做一些函数可以做的事情

宏函数

vim helloMacroFunction.c
源代码：

#include #define R 10#define M int main(#define N(n) n*10M){    int a = R;    int b = N(a);    printf("b = %d\n",b);    printf("a =%d\n",a);    printf("hello,world!\n");    return 0;
}123456789101112131415

gcc helloMacroFunction.c -o helloMacroFunction.out./helloMacroFunction.out12

这里的处理过程: 首先将参数a替换到上面的宏中，上面就变成了N(a) a*10,之后再用a*10替换下面的N(a)

int b = N(a); //变成了 int b =a*10;1

gcc -o helloMacroFunction.i helloMacroFunction.c -E1

预处理之后：

# 8 "hello.c"int main(){    int a = 10;    int b =a*10;    printf("b = %d\n",b);    printf("a =%d\n",a);    printf("hello,world!\n");    return 0;
}123456789

先不考虑宏实现，先来写一个正常的求和函数。

vim helloAdd.c1

#include #define R 20#define M int main(#define N(n) n*10int add(int a,int b){    return a b;
}M){    int a = R;    printf("a =%d\n",a);    printf("hello,world!\n");    int b =N(a);    printf("b = %d\n",b);    int c =add(a,b);    printf("c =%d\n",c);    return 0;
}1234567891011121314151617181920212223

gcc helloAdd.c -o helloAdd.out./helloAdd.out12

使用宏函数实现求和。

vim helloAddMacro.c1

#include #define R 20#define M int main(#define N(n) n*10#define ADD(a,b) a bint add(int a,int b){    return a b;
}M){    int a = R;    printf("a =%d\n",a);    printf("hello,world!\n");    int b =N(a);    printf("b = %d\n",b);    int c =add(a,b);    printf("c =%d\n",c);    int d =ADD(a,b);    printf("d =%d\n",d);    return 0;
}1234567891011121314151617181920212223242526

gcc helloAddMacro.c -o helloAddMacro.out./helloAddMacro.out12

可以看到使用宏函数和普通函数的求和效果是一致的。结果与简单的字符串替换一致。

ADD(a,b) 被替换成 a b 因此式子变成int d = a b;

gcc -o helloAddMacro.i helloAddMacro.c -E
vim helloAddMacro.i12

版本3，宏定义中优先级问题。

#include #define R 20#define M int main(#define N(n) n*10#define ADD(a,b) a bint add(int a,int b){    return a b;
}M){    int a = R;    printf("a =%d\n",a);    printf("hello,world!\n");    int b =N(a);    printf("b = %d\n",b);    int c =add(a,b);    printf("c =%d\n",c);    int d =ADD(a,b);    printf("d =%d\n",d);    int e =ADD(a,b) * ADD(a,b);    printf("e =%d\n",e);    return 0;
}1234567891011121314151617181920212223242526272829

预测一下e的输出为: a b*a b ab先乘起来，a=20，b=200，ab=4000，然后加上a，b：得到结果(4220)

gcc helloAddMacroPrecedence.c -o helloAddMacroPrecedence.out./helloAddMacroPrecedence.out12

运算是等我们编译完了，执行的时候才会运行的。预处理阶段不会进行运算操作。

宏定义时由于本质是字符串的替换

真正运算的时候，会按照运算符号的优先级来进行

解决方案:

#define ADD(a,b) (a b)1

gcc helloAddMacroPrecedence.c -o helloAddMacroPrecedence2.out./helloAddMacroPrecedence2.out12

加个括号，保证优先级更高一点。

宏函数和正常函数的优势？

正常的add函数需要返回值类型，需要传递进来的参数有类型要求。

讲传入的a,b 类型进行改变，如变为两个浮点型数，程序就会自动类型转换。

但是宏函数就没有这种要求可以不用考虑输入值的类型，这与普通的函数定义不同。

int c =add(10.5,20.4);printf("c =%d\n",c);float d =ADD(10.5,20.4);printf("d =%f\n",d);12345

gcc helloAddMacroPrecedenceCompare.c -o helloAddMacroPrecedenceCompare.out./helloAddMacroPrecedenceCompare.out12

普通函数例如int add(int a,int b)除了在开头要声明值的类型，还要设置返回值，因此在定义过程与调用过程相对复杂。若能用宏定义实现的情况应优先考虑宏定义.

宏是不考虑数据类型，不考虑c语言的语法的。只是简单的字符串的处理。

预处理阶段，除了宏之外，还提供了一个叫做mtianyan:条件编译的功能。

可以按照不同的条件，编译不同的程序部分，从而产生不同的目标代码文件。对于程序的移植和调试都是很有用的。

下集预告: 和宏比较相近的功能，typedef

Linux C预处理之typedef

严格来讲，typedef和预处理是没