预处理器怎样处理代码

预处理器的作用是在编译器处理 C 代码前，先对源码进行一系列必要的转换。这些转换可以引入代码正常编译所需要的各个依赖项，动态修改代码以适应不同的编译环境，甚至根据需要自动生成部分 C 代码。对预处理器的合理使用，可以提高程序的可配置性。

在gcc中，通过 -E 参数生成预处理过后的文件。

 

预处理器通过以下步骤完成对代码的预处理：

1.删除源代码中的所有注释；

2.处理所有宏定义（#define），并进行展开和替换；

3.处理所有条件预编译指令（如 #if、#elif），仅保留符合条件的代码；

4.处理文件包含预编译指令（#include），将被包含文件的内容插入到该指令的所在位置；

5.处理其他可以识别的预处理指令（如 #pragma）；

6.添加其他具有辅助性功能的注释信息。

 

一、宏

除去删除注释外，预处理器对代码的处理很大一部分是对于宏的处理。

1.宏函数

宏函数的运作方式与 C 函数有很大的差别，宏函数在被调用时，仅会做源代码文本上的替换，在处理宏函数参数以及宏函数体内的多行语句时，通常使用 do…while 语句等技巧，来对参数、返回值与函数体进行“封装”。

2.使用技巧

1.为宏函数的返回值添加括号

 

 宏被展开后，printf语句变为如下形式：printf("%d", 3 * 1 + 2 * 2);与想象中的完全不同，对这个宏加上括号后：（1 + x * x），结果才符合预期。

 

2.为函数的参数添加括号

 

 宏被展开后，printf语句变为如下形式：printf("%d", (1 + 1 + 2 * 1 + 2));和想象中的完全不同，对参数加上括号后：(1 + (x) * (x))，结果才符合预期。

 

3.警惕宏函数导致的多次副作用

 

 宏展开后，printf语句变为如下形式：printf("%d", (1 + (++i) * (++i)));和想象中的完全不同。

必须要注意，宏函数和 C 函数的调用是完全不同的两种方式。前者是文本上的直接替换，不会产生任何栈帧，替换后的新代码，可能计算逻辑已经发生了变化，从而导致计算错误。

 

4.定义完备的多语句宏函数

 

 这个宏被展开后没有什么变化，但是由于 if 语句没有括号，所以在任何情况下，最后的 world 都会被打印出来，原因也是因为宏只做了简单的文本替换，对于多行代码的宏函数，可以通过 do-while 语句进行处理：

do {

    printf("Hello, ");

    printf("world!");

} while(0)