引：

    准确的说，编译预处理是标准C（ANSI C）C语言中规定的在C语言源码中加入的一些预处理命令，作为C语言的特点之一，它可以提高C程序的运行效率。C语言中的编译预处理包括：宏定义、头文件包含、条件编译三大部分，下面对其进行逐一介绍。

1、C程序的运行机制

    C程序运行机制主要包括三个流程，编译->链接->执行。如下图所示，

1.1C程序的编译

    在编辑好源代码后，就可以通过C语言编译器对程序进行编译处理了。此阶段是在程序中没有错的前提条件下，会将*.c源文件翻译成目标文件*.obj，这一步是在计算机底层执行的，通过cl.exe-编译程序完成。

1.2C程序的链接

    在编译完源代码后，就可以将*.obj目标文件与库文件进行连接，（会将目标文件中引用到的库文件资源直接链接/插入到该文件中，从而）生成*.exe可执行文件，这一步也是在计算机底层执行的。通过link.exe-链接程序完成。

1.3C程序的执行

    在经过编译连接之后，.c源程序就变成了二进制的.exe可执行文件，这时候就可以直接双击*.exe文件运行C程序，得到运行结果。
    上述过程中的编译程序cl.exe和链接程序link.exe可在VS安装目录的bin目录下找到。如下图所示为在本机中的位置，

    通过上述介绍可以发现，C程序经过编译、链接阶段生成的、可运行的*.exe文件会直接包含它所时用到的所有资源，即使源文件改变，*.exe文件也依旧会执行；但是如果要使用源文件中更新出来的新功能，就必须重新进行编译、链接、运行处理。

2、C程序的编译预处理

    编译预处理在编译之前对程序所做的一些处理，实质上是：在编译器对C程序进行编译之前，会先对程序源文件中包含的一些预处理命令进行处理，然后将处理结果与源程序一起进行编译，从而得到*.obj目标文件。

2.1宏定义

    宏就是一些命令组织在一起，作为一个单独命令完成一个特定任务，在对宏进行预处理时，会根据一系列预定义的规则替换一定的文本模式。因此，宏定义就可以理解为：将C程序中的字符定义为特殊的文本，用于在预处理时按照一定的规则进行文本替换。宏定义可以分为不带参数的宏和带参数的宏定义。

2.1.1不带参数的宏定义

    不带参数的宏定义是指用一个指定的标识符来代表一个字符串，定义格式及其举例如下，

定义格式：#define	标识符	字符串
举例：	#define PI 3.14

    它类似于普通变量，但又有所区别。体现为：
    ①宏名的有效范围默认为：从宏定义开始至当前文件结束（文件级的）；但是如果遇到如下命令会提前终止，

#undef PI	//取消PI的宏定义

    ②替换规则的简单性。由于宏名在使用时只是做了简单的字符串替换，因此：如果宏定义格式不规范，极有可能导致错误的运行结果。例如，

#include <stdio.h>
//宏定义
#define VAL 1+2
#define VAL1 (1+2)
void main(){//使用宏定义int a=2*VAL;int b=2*VAL1;//打印结果printf("a=%d\n",a);printf("b=%d\n",b);
}

    运行结果如下，

    不难解释，上述的代码段在预处理阶段被解释为，

#include <stdio.h>
//宏定义
#define VAL 1+2
#define VAL1 (1+2)
void main(){//使用宏定义int a=2*1+2;//4int b=2*(1+2);//6//打印结果printf("a=%d\n",a);printf("b=%d\n",b);
}

    因此，对于宏名的定义，一定要注意格式的规范性。

2.1.2带参数的宏定义

    带参的宏定义的格式如下，

定义格式：#define	标识符（参数表）	字符串
举例：#define ADD（x,y）	（x+y）	//用于两个数求和的宏定义 

    虽然带参的宏定义在功能和调用方式上都类似于函数，但两者有着本质上的区别。主要体现为：

类型	处理时机	处理方式	影响
带参数宏定义	编译预处理阶段	只进行简单的字符替换	使用宏只占用预处理时间，不占用运行时间；宏替换后会是程序变长
函数	程序运行时进行处理	先求出实参表达式的值，再将其传给形参	函数调用会占用程序运行时间，如：内存单元分配、形参和实参结合、内存释放等；但是函数调用不会使程序变长

2.2、文件包含处理

    文件包含是指一个源文件通过包含命令把另一个源文件的内容全部包含进来，最基本的是包含C标准头文件，一般格式为：

#include<头文件名.h>	//常用于包含标准库中提供的头文件，会使系统到C库函数头文件所在的目录中查找包含文件，为“标准方式”。
或者
#include "头文件名.h"//常用于自定义头文件的包含，会优先在源程序所在目录中查找头文件，如果找不到，再按照标准方式查找

    两者的基本区别已经通过注释的形式在上述代码中进行解释。那么，程序在执行文件包含预处理命令时，程序内部发生了什么样的变化呢？
    执行#inlcude命令的结果是：被包含的头文件内容会与源程序合成一个文件，并作为一个源程序进行编译处理，最终得到可执行文件。要注意的是，这里的#include命令一次只能包含一个头文件，若要包含多个头文件，必须执行多个#include命令。

2.3、条件编译

    经过2.1、2.2的介绍，我们知道，程序对于宏定义和文件包含命令一般是都会进行执行的。那么，有没有办法让其在不同的条件下执行不同的宏定义和文件包含命令呢？这就是条件编译，它会告诉程序在进行具体地去执行哪些对哪些部分执行编译，对哪些部分不进行编译处理。
    条件编译通常有以下几种语法格式，

2.3.1#ifdef

    基本语法格式如下，

#ifdef 标识符	//如果标识符已经定义程序段1			//就执行程序段1#else 程序段2			//否则执行程序段2#endif	//结束条件编译

举例如下，[摘自：string.h头文件]

#ifdef __cplusplus //检测当前文件是否为.cpp文件
extern "C" { 		//如果是.cpp文件，就将代码段按照C语言的方式进行编译（C和C++之间的兼容性处理）
#endif 

2.3.2#ifndef

    基本语法格式如下，

#ifndef 标识符	//如果标识符未定义程序段1			//就执行程序段1#else 程序段2			//否则执行程序段2#endif	//结束条件编译

    举例如下，[摘自：string.h头文件]

#ifndef NULL		//如果当前头文件中没有定义NULL
#ifdef __cplusplus	//如果当前文件是.cpp（C++）源文件
#define NULL    0	//将NULL的值定义为0
#else				//否则（如果是.C源文件）
#define NULL    ((void *)0)	//将NULL的值定义为万能指针类型的0
#endif				//#ifdef __cplusplus结束
#endif				//#ifndef NULL结束

2.3.3#if命令

    基本语法格式如下，

		#if	表达式程序段1#else #if 表达式1程序段2#endif#endif

    同选择结构中的if语句一样，#ifming零命令也支持嵌套结构。举例如下，

#if defined a //要检查a是否定义，如果已经定义
#undef a //用#undef语句解除定义
#define a 200 //并重新定义a为200 
#endif //结束预处理

    上述的编译预处理仅仅只是涉及C语言的一些基本知识结构，在C语言标准库文件中，常常会包含一些系统级的宏定义和条件编译，要想深入了解，可以通过查看C标准库文件的内容来加强对编译预处理这一内容的理解。