【C进阶】22、条件编译分析

Summary

1）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命令，用于控制是否编译某段代码；

2）预编译器根据条件编译指令有选择的删除代码，所以编译器不知道代码分支的存在

3）if else在运行期进行分支判断，一定会被编进目标代码；条件编译指令在预编译期进行分支判断，可能产生不同的代码段，因此编进目标代码的代码段不确定

4）可以通过命令行定义宏：gcc -Dmacro=val file.c或gcc -Dmacro file.c

5）#include 本质 是将已经存在的文件内容插入到当前文件中；#include的间接包含同样会产生嵌入文件内容操作。条件编译指令#ifndef _FILE_H_ #define _FILE_H #endif可以解决这种头文件重复包含的错误。

6）条件编译指令只是可以在同一个.c文件中，防止重复包含；如果头文件中有了符号的定义，但是在一个工程的不同c文件里都进行了include，这时候编译这两个文件也会有重复定义的错误（因为两份include在各自的c文件里都定义了一个global，在同一个全局作用域里定义了同名的symbol）。所以，头文件中只声明、不定义！

7）工程中的条件编译主要用于：不同的产品线共用一份代码；区分编译产品的调试版和发布版

条件编译分析

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命令，用于控制是否编译某段代码；

1、条件编译于if...else的区别

• 预编译器根据条件编译指令有选择的删除代码，所以编译器不知道代码分支的存在
• if...else语句在运行期进行分支判断；条件编译指令在预编译期进行分支判断
• 可以通过命令行定义宏：gcc -Dmacro=val file.c或者gcc -Dmacro file.c

#define C1

int main()
{
    #if (C==1)
        printf("if true\n");
    #else
        printf("if false\n");
    #endif    

    return 0;
}

gcc -E test.c -o test.i
// 单步编译后得到的中间文件
# 1 "test.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "test.c"

int main()
{
        printf("if true\n");
    return 0;
}

分析：

• 经过预编译期的处理后，得到的中间文件中#if #else #endif都被删掉了，这也说明了上面的预编译器根据条件编译指令有选择的删除代码，所以编译器在拿到中间.i文件后，根本就不知道这些代码分支的存在。
• 也说明，#if #else #endif是在预编译期进行判断的，而if else是在运行期才会判断

• // 上述代码中去掉#define C 1
  // 使用命令来定义宏
  gcc -DC=1 test.c
  编译后的运行结果为：if true
  
  gcc -DC test.c
  gcc -DC test.c
  编译后的运行结果为：if true

使用#ifdef #else #endif进行预编译分支判断：

• #ifdef C
    printf("yes, defined");
  #else
    printf("no, undefined");
  #endif
  
  以上代码进行编译：
  gcc -DC test.c
  输出：yes, defined
  
  gcc test.c
  输出：no, undefined

2、条件编译解决头文件重复包含的编译错误

• #include 本质 是将已经存在的文件内容插入到当前文件中
• #include的间接包含同样会产生嵌入文件内容操作。
  

对以上代码进行单步编译
gcc -E test.c -o test.i
gcc -S test.i -o test.s

分析：单步编译后，在中间.i文件中，global的定义出现了2次，后续的编译过程自然会出现重定义的错误。

重复包含的解决方式：在头文件test.h和global.h中加上条件编译指令。

#ifndef _HEADER_FILE_H_
#define _HEADER_FILE_H_
// SRC
#endif

注意：条件编译指令只是可以在同一个.c文件中，防止重复包含；如果头文件中有了符号的定义，但是在一个工程的不同c文件里都进行了include，这时候编译这两个文件也会有重复定义的错误（因为两份include在各自的c文件里都定义了一个global，在同一个全局作用域里定义了同名的symbol）。所以，头文件中只声明、不定义！
示例代码：

依旧是上面的test.c test.h global.h，再加一个test2.c文件，其中#include "test.h"
执行：gcc test.c test2.c
输出：multiple definition of 'global'

3、条件编译工程中的应用

• if else被编译器处理，必然被编译进目标代码；#if #else #endif被预编译器处理，可以按不同的条件编译不同的代码段，因而会产生不同的目标代码
• 工程中的条件编译主要用于：不同的产品线共用一份代码；区分编译产品的调试版和发布版
  

本文总结自“狄泰软件学院”唐佐林老师《C语言进阶课程》。
如有错漏之处，恳请指正。