无参宏定义的语法

#define 标识符(宏名) [字符串(宏体)]

• 功能：定义可在程序中使用宏，宏的内容由字符串(宏体)替代
• 宏体可缺省，表示宏名定义过或取消宏体
• 示例

#define YES 1
#define NO 0
#define OUT printf("Hello world\n")
#define WIDTH 80
#define LENGTH (WIDTH + 40)
var = LENGTH * 2;
宏展开: var = (80 + 40) * 2;

宏的移除语法

#undef 宏名

• 功能:删除前面定义的宏
• 示例

#undef PI
#undef OUT
#undef YES
#undef NO

宏定义的规则

• #表示这是一条预处理指令，以#开头的均为预处理指令
• #define为宏定义指令，标识符为所定义的宏名
• 宏名一般习惯用大写字母表示，以便与变量名相区别
• 宏定义不是c语句，不必在末尾加分号
• 字符串(宏体)可以是常数，表达式，格式化字符串等。对于数值表达式进行求值的宏定义应该使用括号
• 在进行宏定义时，可以引用已定义的宏名，可以层层替换
• 宏替换只做字符串替换，不分配内存空间，不作正确性检查
• 宏的有效范围为定义之后到本源文件结束，可以用#undef指令终止宏定义的作用域
• 宏定义的内容为字符串时，要以双引号扩起来，以便与已定义的宏作区分

带参宏定义

示例

#define MAX(a,b) (a > b ? a : b)
int main(void)
{
        printf("%d\n",MAX(1,2));
        return 0;
}

带参宏定义和带参函数很相似，但有本质上的不同

c的编译流程

1. 预处理阶段
2. 编译阶段
3. 汇编阶段
4. 链接阶段
5. 运行可执行文件

查看预处理阶段的变化

源文件 src/pretreatment.c

/* src/pretreatment.c */
#include "pretreatment.h"
#define HAHAHA 1;
typedef unsigned int uint;
int main(void)
{
        int a = HAHAHA;
        return 0;
}

源文件 include/pretreatment.h

int pretreatment = 11;

使用gcc的E选项预编译

gcc -E -o bin/pretreatment.i src/pretreatment.c -I include

编译后内容

# 1 "src/pretreatment.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<命令行>"
# 1 "src/pretreatment.c"
# 1 "include/pretreatment.h" 1
int pretreatment = 11;
# 2 "src/pretreatment.c" 2

typedef unsigned int uint;
int main(void)
{
 int a = 1;;
 return 0;
}

编译出来的文件还是文本文件，只是对预编译指令作了处理，如把宏替换，把#include用饱含的文件内容替换

预处理的概念

• 预编译指令:以#开头的为预处理指令，如#define,#include等，在源程序中这些指令都放在函数外，而且一般都放在源文件的前面，他们被称为预处理部分。
• 所谓预处理是指在进行编译的第一遍扫描(词法扫描和语法分析)之前所作的工作。预处理是c语言的一个重要功能，它由预处理程序负责完成。当对一个源文件进行编译时，系统将自动引用预处理程序对源程序中的预处理部分作处理，处理完毕自动进入对源程序的编译。
• 预处理在源代码编译之前对其进行一些文本性质的操作，在源程序编译之前作一些处理，生成扩展的c源程序。

预处理的任务

• 删除注释
• 插入被#include指令包含的文件内容
• 定义和替换由#define指令定义的符号(宏替换或宏展开)
• 条件编译

预处理指令的格式

• 以#开头
• 占单独书写行
• 语句尾不加分好

合理的使用预处理，编写的程序便于阅读，修改，移植和调试，也有利于模块化的设计

宏定义的概念

• 在c程序源程序中允许使用一个标识符来表示一个字符串，成为宏，在预处理时，对程序中所有出现的宏，都用宏定义的字符串去替换，这称为宏替换或宏展开
• 宏定义是由源程序中的宏定义指令完成的，宏替换是由预处理程序自动完成的
• 在c语言中，宏定义分为无参宏定义和带参宏定义

使用未分配成功的内存

在使用内存之前检查指针是否为NULL

引用分配成功但尚未初始化的内存

赋初值，即使是赋零值也不能省略

内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界

注意下标的使用不能越过边界

忘记释放内存，造成内存泄漏

动态内存的申请与释放必须配对，程序中malloc与free的使用次数一定要相同，否则会出现问题

释放了内存却继续使用它

使用free释放了内存后。将指针设置为NULL。若没有设置为NULL，就会产生野指针，它是指向“垃圾”内存的指针。

内存错误的注意点

指针消亡了，并不代表它所指的内存会被自动释放
内存被释放了，并不代表指针会消亡或者成了NULL指针

野指针

野指针的形成是指针表辆没有初始化，任何指针变量刚被创建时不会自动成为NULL指针，它的缺省值时随机的，他会乱指一气
指针变量在创建的同时应当被初始化，要么将指针设置为NULL，要么让它指向合法的内存。
使用free释放了内存之后，将指针设置为NULL。若没有设置为NULL，就会产生野指针，它是指向垃圾内存的指针

从静态存储区分配(由系统控制)

内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，staic变量

在栈上分配(由系统控制)

在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。效率很高，凡事分配的内存容量有限

在堆上分配，亦称动态内存分配(由自己控制)

程序在运行时用malloc等函数申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free释放内存。动态内存的生命周期有我们自己决定，使用非常灵活，但问题也最多

malloc函数

void *malloc(size_t size);

• 使用:需要包含malloc.h头文件
• 功能:允许从空闲内存池中分配连续内存但不初始化
• 参数:size参数是一个所需字节数
• 返回:若分配成功则返回一个指向该内存块的指针，在使用时可根据需要做强制类型转换，否则返回NULL指针

calloc函数

void *calloc(size_t num_elements,size_t element_size);

• 使用:需要包含malloc.h头文件
• 功能:功能与malloc函数相同，但作初始化
• 参数:num_elements是所需元素的数量，element_size是每个元素的字节数
• 返回:与malloc相同

realloc含糊

void *realloc(void *ptr,size_t new_size)

• 使用:需要包含malloc.h头文件
• 功能:在指针ptr指向的内存基础上扩大或缩小内存
• 参数:ptr是指向先前通过malloc、calloc或realloc函数后分配的内存块的指针，new_size是内存块的新尺寸，可能大于或小于原有内存尺寸
• 返回:若能调整内存大小则返回指向调整后内存的指针，否则返回NULL

realloc函数的使用注意点

• 当扩展内存时，不会对添加的内存块的字节进行初始化
• 弱不能调整内存则返回NULL，但原有内存中的数据不会发生改变
• 若第一个参数为NULL那么功能等同于malloc函数，若第二个参数为0，那么会释放调用内存块。
• 在缩小或扩大内存时一般不会对其进行移动，若无法扩大内存块(内存块后面的字节已经用于其他木的)，那么可能会在别处分配心的内存块，然后把旧块的数据复制到新块中，并将旧块删除释放内存

free函数

void free(void *ptr);

• 功能:释放由指针ptr指向的动态内存分配的内存块

free函数注意点

• 如果ptr是NULL指针，那么free对ptr无论操作多少次都不会出问题
• 如果ptr不是NULL指针，那么free对ptr连续操作两次就会导致程序停止运行

示例

// stdlib会包含malloc
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
void print_arr(int *p,int length);
int main(void)
{
        size_t length = 0;
        scanf("%d",&length);
        if(length > 0)
        {
                // 使用malloc分配内存
                //int *p = (int*)malloc(length);
                // 使用calloc分配内存
                int *p = (int*)calloc(sizeof(int),length);
                p[0] = 8;
                print_arr(p,length);
                // 使用 realloc修改申请的内存空间的大小
                p = realloc(p,length + 2);
                print_arr(p,length + 2);
                free(p);
                // 注意虽然释放了申请的内存，但是这个注意要清空下指针
                p = NULL;
        }
        return 0;
}
void print_arr(int *p,int length)
{
        for(int i = 0;i < length;i++)
        {
                printf("p[%d] = %d;\n",i,p[i]);
        }
}

工作环境相关命令

设置断点和恢复命令

查看源码相关命令

查看运行数据相关命令

操作实例

添加删除断点

(gdb) b 5 # 在第五行加个断点
Breakpoint 1 at 0x400483: file src/gdb_test.c, line 5.
(gdb) info b # 查看所有的断点的信息
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x0000000000400483 in main at src/gdb_test.c:5
(gdb) delete 1 # 根据断点的编号删除断点
(gdb) info b # 再次查看，可以发现断点已经没了
No breakpoints or watchpoints.

打印变量

(gdb) p a
$1 = 1
(gdb) p &a
$2 = (int *) 0x7fffffffe454
(gdb) x /d 0x7fffffffe454 # 十进制方式输出
0x7fffffffe454:    1
(gdb) x /x 0x7fffffffe454 # 十六进制输出
0x7fffffffe454:    0x00000001
(gdb) x /o 0x7fffffffe454 # 八进制输出
0x7fffffffe454:    01
(gdb) x /t 0x7fffffffe454 # 二进制输出
0x7fffffffe454:    00000000000000000000000000000001