C之條件編譯（二十）
條件編譯的行為類似於 C 語言中的 if ... else ... ，條件編譯是預編譯指示命令用於控制是否編譯某段代碼。我們通過下面這個示例代碼進行分析，代碼如下
#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;
}我們來分析下，如果我們直接編譯的話，就會打印 This is first printf... 這句話。編譯後看看結果
結果如我們分析的那樣，下來我們註釋掉第3行的宏定義，那麽就會打印 This is second printf... 這句話了，這個就不做實驗了，大家可以自己做下看看結果是否如我們分析的那樣。我們在上面說到 條件編譯的行為類似於 C 語言中的看代碼的話確實比較像，我們再來單步編譯下，看看代碼是如何被處理的，為了避免出現不相幹的代碼 if ... else ... ，我們註釋掉頭文件和打印語句，結果如下
大家可以看到它直接就被替換了。下來我們就講下如何在宏定義被註釋掉的情況下還打印出第一句話，那麽這就是我們所謂的條件編譯了。
預編譯器根據條件編譯指令有選擇的刪除代碼，編譯器不知道代碼分支的存在。 if ... else ... 語句在運行期進行分支判斷，而條件編譯指令在預編譯期進行分支判斷。我們可以通過命令行宏定義來指定條件編譯，命令如：gcc -Dmacro=value file.c 或 gcc -Dmacro file.c。ps：因為宏定義在 C 語言中還有個起到標識符的作用，因此我們可以直接命令行定義它，使條件為真即可。
我們將上面的代碼中的第3行的宏定義去掉，再將第9行的 #if ( C == 1 ) 變成 #ifden C，再來編譯下，看看結果
我們再次加上 -Dmacro
我們看到通過在命令行定義宏來達到條件編譯的結果。下面我們來講講 #include 的本質，它的本質是將已經存在的文件內容嵌入到當前文件中，#include 的間接包含同樣會產生嵌入文件內容的操作。我們看看間接包含同一個頭文件是否會產生編譯錯誤，結構如下
我們來創建 global.h 和 test.h。
global.h 代碼
// global.h int global = 10;
test.h 代碼
// test.h
#include "global.h"
const char* NAME = "test.h";
char* hello_world()
{
return "Hello world!\n";
}test.c 代碼
#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;
}我們來看看編譯結果
它說 global 重復定義了，我們再來仔細看看三個文件，發現只是在 global.h 文件中定義了 global = 10，那麽這是怎麽回事呢？我們來單步編譯下，看看代碼是什麽樣的（同樣註釋掉頭文件和打印語句），由於代碼過長，所以就直接上代碼了，代碼如下
# 1 "test.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "<command-line>" 2
# 1 "test.c"
# 1 "test.h" 1
# 1 "global.h" 1
int global = 10;
# 4 "test.h" 2
const char* NAME = "test.h";
char* hello_world()
{
return "Hello world!\n";
}
# 3 "test.c" 2
# 1 "global.h" 1
int global = 10;
# 4 "test.c" 2
int main()
{
const char* s = hello_world();
int g = global;
return 0;
}我們發現在第 14 行定義了 global，在後面包含 global.h 時又重新定義了 global 變量。這樣看來編譯器報的錯誤就很正常了，那麽我們經常會使用到包含多個頭文件，也沒見會發生重復定義啊。這時利用條件編譯便可以解決頭文件重復包含的編譯錯誤，格式如下
#ifndef _HEADER_FILE_H_ #define _HEADER_FILE_H_ // source code #endif
我們再次在兩個頭文件中分別加上條件編譯，我們再次編譯，結果如下
沒有報錯，而是直接成功執行，我們再來單步編譯下，看看代碼是怎樣的
# 1 "test.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "<command-line>" 2
# 1 "test.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 "test.c" 2
int main()
{
const char* s = hello_world();
int g = global;
return 0;
}我們發現 global 變量只定義了一次。這便是我們條件編譯的一種應用啦。那麽條件編譯的意義還不止這些，還有如下幾點：a> 條件編譯使得我們可以按不同的條件編譯出不同的代碼段，因而可以產生不同的目標代碼；b> #if ... #else .. #endif 被預編譯器處理，而 if ... else... 語句被編譯器處理，必然被編譯進目標代碼。在實際的工程中條件編譯主要用於以下兩種情況：1. 不同的產品線共用一份代碼；2. 區分編譯產品的調試版和發布版。我們看看下面的示例代碼
#include <stdio.h>
#include "product.h"
#if DEBUG
#define LOG(s) printf("[%s:%d] %s\n", __FILE__, __LINE__, s)
#else
#define LOG(s) NULL
#endif
#if HIGH
void f()
{
printf("This is the high level product!\n");
}
#else
void f()
{
}
#endif
int main()
{
LOG("Enter main() ...");
f();
printf("1. Query Information.\n");
printf("2. Record Information.\n");
printf("3. Delete Information.\n");
#if HIGH
printf("4. High Level Query.\n");
printf("5. Mannul Service.\n");
printf("6. Exit.\n");
#else
printf("4. Exit.\n");
#endif
LOG("Exit main() ...");
return 0;
}product.h 代碼如下
#define DEBUG 1 #define HIGH 1
我們分析下，如果定義 DEBUG 的話，我們便定義 LOG 日誌宏，以便來打印一些信息。如果定義 HIGH 的話，我們便是高版本的了，在 main 函數中除了打印 1 2 3，還將會打印出 4 5 6。如果沒定義 HIGH，便打印 4 就完了。因為我麽在 product.h 中分別定義它們為真，所以應該打印出的是高版本的調試版的。我們看看編譯結果
結果如我們分析的那樣，我們如果需要一個低版本的發布版，這時只需要在 product.h 中定義 DEBUG 和 HIGH 分別為 0，我們看看結果
我們如果需要一個高版本的發布版，這時只需要在 product.h 中定義 DEBUG 為 0 和 HIGH 為 1，結果如下
那麽我們這時就可以根據我們的需求來編譯各種版本的啦。通過對條件編譯的學習，總結如下：1、通過編譯器命令行能夠定義預處理器使用的宏；2、條件編譯可以避免重復包含同一個頭文件；3、條件編譯是在工程開發中可以區別不同產品線的代碼；4、條件編譯可以定義產品的發布版和調試版。
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C之條件編譯（二十）