15 条件编译

目录

• 1 条件编译的基本概念
• 2 条件编译的本质
• 3 #include 的本质
• 4 条件编译的意义

1 条件编译的基本概念

• 条件编译是宏定义和预处理器的应用

• 应用场合：开发不同档次的产品（低端/中端/高端） => 同一份代码产生不同的产品

• 条件编译的行为类似于C语言中的 if...else...

• 条件编译本质是预编译指示命令，用于控制是否编译某段代码

• 示例1：预编译指令

  • Code

    #include <stdio.h>
    
    #define C 1
    
    int main()
    {
        const char* s;
    
        #if( C == 1 )
            s = "This is first printf...
    ";
        #else
            s = "This is second printf...
    ";
        #endif
    
        printf("%s", s);
        
        return 0;
    }
    // 输出结果
    This is first printf...
    

  • 单步编译：gcc -E test.c -o test.i

    int main()
    {
        const char* s;
            s = "This is first printf...
    ";
        
        
        
        return 0;
    }
    

2 条件编译的本质

• 预编译器根据条件编译指令有选择的删除代码

• 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：-D，而不用 #define 来定义

• 示例2：通过命令行定义宏

  #include <stdio.h>
  
  int main()
  {
      const char* s;
  
      #ifdef C
          s = "This is first printf...
  ";
      #else
          s = "This is second printf...
  ";
      #endif
  
      printf("%s", s);
      
      return 0;
  }
  

  • GCC 直接编译运行结果：This is second printf...
  • 通过命令行定义宏编译：gcc -DC=1 test.c -o test ，运行结果：This is first printf...

3 #include 的本质

• #include 的本质是将已经存在的文件内容嵌入到当前文件中

• #include 的间接包含同样会产生嵌入文件内容的操作

• 间接包含同一个头文件会产生编译错误

• 示例3：重复包含头文件

  // test.c
  #include <stdio.h>
  #include "test.h"
  #include "global.h"
  
  int main()
  {
      const char* s = hello_world();
      int g = global;
      
      printf("%s
  ", NAME);
      printf("%d
  ", g);
      
      return 0;
  }
  
  
  // test.h
  #ifndef _TEST_H_
  #define _TEST_H_
  #include "global.h"
  const char* NAME = "test.h";
  char* hello_world()
  {    
      return "Hello world!
  ";
  }
  #endif
  
  
  // global.h
  #ifndef _GLOBAL_H_
  #define _GLOBAL_H_
  int global = 10;
  #endif
  

  • GCC 编译

    In file included from test.c:3:
    global.h:2: error: redefinition of 'global'
    global.h:2: error: previous definition of 'global' was here
    

  • 单步编译：gcc -E test.c -o test.i ，可以发现因为头文件的重复包含，global 变量被重复定义了

• 条件编译可以解决头文件重复包含的编译错误

  // test.h
  #ifndef _TEST_H_
  #define _TEST_H_
  #include "global.h"
  const char* NAME = "test.h";
  char* hello_world()
  {    
      return "Hello world!
  ";
  }
  #endif
  
  
  // global.h
  #ifndef _GLOBAL_H_
  #define _GLOBAL_H_
  int global = 10;
  #endif
  
  // 输出结果
  test.h
  10
  

4 条件编译的意义

• 条件编译可以按不同的条件编译不同的代码段，因而可以产生不同的目标代码

• #if... #else...#endif 被预编译器处理，而 if...else... 语句被编译器处理，必然被编译进目标代码

• 条件编译主要应用于

  • 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

• 示例4：条件编译应用

  • DEBUG 宏的值决定是 Debug 版本的还是 Release 的，所打印的日志不一样
  • HIGH 宏的值决定是高水平的还是水平的版本，所提供的功能不一样

  #include <stdio.h>
  #include "product.h"
  
  #if DEBUG
      #define LOG(s) printf("[%s:%d] %s
  ", __FILE__, __LINE__, s)
  #else
      #define LOG(s) NULL
  #endif
  
  #if HIGH
  void f()
  {
      printf("This is the high level product!
  ");
  }
  #else
  void f()
  {
  }
  #endif
  
  int main()
  {
      LOG("Enter main() ...");
      
      f();
      
      printf("1. Query Information.
  ");
      printf("2. Record Information.
  ");
      printf("3. Delete Information.
  ");
      
      #if HIGH
      printf("4. High Level Query.
  ");
      printf("5. Mannul Service.
  ");
      printf("6. Exit.
  ");
      #else
      printf("4. Exit.
  ");
      #endif
      
      LOG("Exit main() ...");
      
      return 0;
  }
  
  
  //product.h
  #define DEBUG 1
  #define HIGH  1