C语言：预处理器

将C语言源代码，处理成可执行的文件，大致需要三步，预处理、编译和链接。下面主要讲讲预处理器的作用，回头有时间再写一篇关于编译和链接的文章。

预处理器的作用是根据一定的规则，进行纯文本的替换，递归的执行，直到没有可替换的内容结束。使用gcc -E可以仅做预处理。

C语言中，大致有以下几种做法：
第一种，定义一个常量。

1 2	#define WIDTH 480 #define HEIGHT 720

上述就定义了两个常量，宽和高。我相信，没人想在源代码的很多地方写上480和720这两个数字。使用宏定义可以给这两个数字起一个有意义的名字，代码中使用有意义的名字来提升代码的可读性。预处理器会把代码中的WIDTH和HEIGHT全部替换成480和720。

第二种，定义函数。

1	#define MAX(a,b) (((a)>(b))?(a):(b))

上述就定义了一个返回最大值的函数。
为啥要套这么多括号，因为a和b可以是复杂的运算而不是简单的两个数，不写括号，可能会由于运算优先级被改变而导致出现非程序员期望的结果。
宏定义函数的优点是比普通的函数快，宏展开之后，不会有真正的函数调用。而普通调用需要保存上下文，传参，返回等等，浪费些许时间。
但是缺点很多：缺少必要的检查；
写不好会导致效率低下，比如int max = MAX(fib(a),fib(b))，展开后会调用三次fib函数；
多次或者不正确的副作用，比如int max = MAX(m++,n++)，展开后，m和n回调用不同次++。
assert就是一个经典的宏定义函数，大致如下：

#ifdef NDEBUG
#define assert(cond) (void)0
#else
#define assert(cond) \
        ((cond)?(void)0:\
            fprint(xxxx), exit(0))
#endif

对于宏函数，我个人觉得弊大于利，所以还是应该谨慎使用。
联系到C语言被创造的时间，上个世纪六七十年代，信条是程序员知道他做得事情，让他去做，甚至包括硬件。所以C语言设计的是基于硬件层的抽象，都能直接的映射到硬件操作。但是时至今日，操作系统，软件，硬件都变得日益复杂，程序员这个行业也越来越庞大，codebase也以数量级的方式增长，不能指望每个程序员都能明白他们在做的事情。所以，现代语言都从语言层面来限制程序员，最大效率的生产出软件，而软件本身的效率只是诸多关注点的一个罢了。

第三种，包含头文件。

1 2	#include <assert.h> #include "yourheaderfile.h"

预处理器会查找对应文件并作替换，本来很小的文件会变的很大。
如果出现了循环依赖，那么预处理器就会一直递归的处理下去，无穷无尽。
如何解决这个问题呢？在需要的地方使用宏定义。

#ifndef XXX_H
#define XXX_H
// code
#endif

智能的现代预处理器应该会自己处理这种问题，即使你没写上述的代码。但是，写上述的东西很容易，而且就算没有循环依赖也没有什么副作用，所以最佳实践是，头文件都写上上述三行代码。