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你了解 #include 某个 .h 文件后，编译器做了哪些操作么？ 你清楚为什么在 .h文件中定义函数实现的话需要在函数前面加上 static 修饰么？你知道 #ifndef……#define……#endif 这种防止头文件重复包含的精髓所在么？本文就是来探讨这些问题，并给出我的理解和思考，欢迎大家留言交流。
1. #include 命令的作用
1.1 什么情况不使用 include
//a.c文件voidtest_a(){ return;}//b.c文件voidtest_a();// 函数声明 voidtest_b(){test_a();//由于上面已经声明了，所以可以使用}
其实，这样的工程，可以不用使用 include 预编译命令。
1.2 什么情况使用 include
如果工程里面的函数特别多，那么按照上面的做法，则必须在每一个 .c 文件的开头列出所有本文件调用过的函数的声明，这样很不高效，而且一旦某个函数的形式发生变化，又得一个一个改 .c 开头的函数声明。
因此，#include 预编译命令诞生。
//a.c文件voidtest_a(){return;}//a.h文件voidtest_a();//b.c文件#include"a.h"//包含含有test_a()函数声明的头文件voidtest_b(){test_a();}
1.3 #include 起到什么效果
上述代码在编译器进行预编译的时候，遇到 #include "a.h" ，则会把整个 a.h 文件都copy到 b.c 的开头,就是复制，因此，在实际编译 b.c 之前，b.c 已经被修改为了如下形式：
//b.c预编译后的临时文件voidtest_a();voidtest_b(){test_a();}
由此可见，得到的效果和手动加 test_a() 函数声明时的效果相同。
#tips# 在Linux下，可以使用 gcc -E b.c 来查看预编译 b.c 后的效果。
2. static 关键词的使用
2.1 什么叫函数重复定义
我们经常会遇到报错，说变量或者函数重复定义。那么，在此，首先我举例说明一下什么叫函数的重复定义。
//a.c文件voidtest(){return;}//b.c文件voidtest(){return;}
那么，在编译的时候是不会报错的，但是，在链接的时候，会出现报错：
multiple definition of `test'，因为在同一个工程里面出现了两个test函数的定义。
2.2 在.h里面写函数实现
如果在 .h 里面写了函数实现，会出现什么情况？
//a.h文件voidtest_a(){return;}//b.c文件#include"a.h"voidtest_b(){test_a();}
预编译后，会发现，b.c 被修改为如下形式：
//b.c预编译后的临时文件voidtest_a(){return;}voidtest_b(){test_a();}
当然，这样目前是没有什么问题的，可以正常编译链接成功。但是，如果有一个 c.c 也包含的 a.h 的话，怎么办？
//c.c文件#include"a.h"voidtest_c(){test_a();}
同上，c.c 在预编译后，也形成了如下代码：
//c.c预编译后的临时文件voidtest_a(){ return;}voidtest_c(){test_a();}
那么，在链接器进行链接（link）的时候，会报错：
multiple definition of `test_a'
因此，在 .h 里面写函数实现的弊端就暴露出来了。但是，经常会有这样的需求，将一个函数设置为 内联（inline） 函数，并且放在 .h 文件里面，那么，怎样才能防止出现上述 重复定义的报错呢？
2.3 static 关键词
应对上面的情况，static关键词很好地解决了这个问题。
用static修饰函数，则表明该函数只能在本文件中使用，因此，当不同的文件中有相同的函数名被static修饰时，不会产生重复定义的报错。例如：
//a.c文件staticvoidtest(){return;}voidtest_a(){test();}//b.c文件staticvoidtest(){return;}voidtest_b(){test();}
编译工程时不会报错，但是test()函数只能被 a.c 和 b.c 中的函数调用，不能被 c.c 等其他文件中的函数调用。
那么，用static修饰 .h 文件中定义的函数，会有什么效果呢？
//a.h文件staticvoidtest(){return;}//b.c文件#include"a.h"voidtest_b(){test();}//c.c文件#include"a.h"voidtest_c(){test();}
这样的话，在预编译后，b.c 和 c.c 文件中，由于 #include "a.h" ，故在这两个文件开头都会定义 static void test() 函数，因此，test_b() 和 test_c() 均调用的是自己文件中的 static void test() 函数 ， 因此不会产生重复定义的报错。
因此，结论，在 .h 文件中定义函数的话，建议一定要加上 static 关键词修饰，这样，在被多个文件包含时，才不会产生重复定义的错误。
3. 防止头文件重复包含
经常写程序的人都知道，我们在写 .h 文件的时候，一般都会加上
#ifndefXXX#defineXXX……#endif
这样做的目的是为了防止头文件的重复包含，具体是什么意思呢？
它不是为了防止多个文件包含某一个头文件，而是为了防止一个头文件被同一个文件包含多次。具体说明如下：
//a.h文件staticvoidtest_a(){return;}//b.c文件#include"a.h"voidtest_b(){test_a();}//c.c#include"a.h"voidtest_c(){test_a();}
这样是没有问题的，但下面这种情况就会有问题。
//a.h文件staticvoidtest_a(){return;}//b.h文件#include"a.h"//c.h文件#include"a.h"//main.c文件#include"b.h"#include"c.h"voidmain(){test_a();}
这样就“不小心”产生问题了，因为 b.h 和 c.h 都包含了 a.h，那么，在预编译main.c 文件的时候，会展开为如下形式：
//main.c预编译之后的临时文件staticvoidtest_a(){return;}staticvoidtest_a(){return;}voidmain(){test_a();}
在同一个 .c 里面，出现了两次 test_a() 的定义，因此，会出现重复定义的报错。
但是，如果在 a.h 里面加上了 #ifndef……#define……#endif 的话，就不会出现这个问题了。
例如，上面的 a.h 改为：
//a.h文件#ifndefA_H#defineA_Hstaticvoidtest_a(){return;}#endif
预编译展开main.c则会出现：
//main.c预编译后的临时文件#ifndefA_H#defineA_Hstaticvoidtest_a(){return;}#endif#ifndefA_H#defineA_Hstaticvoidtest_a(){return;}#endifvoidmain(){test_a();}
在编译main.c时，当遇到第二个 #ifndef A_H ，由于前面已经定义过 A_H，故此段代码被跳过不编译，因此，不会产生重复定义的报错。这就是 #ifndef……#define……#endif 的精髓所在。
本文出自 “对影成三人” 博客，请务必保留此出处http://ticktick./823160/596179
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因为对于一个大程序而言,我们可能要定义很多常量( 不管是放在源文件还是头文件 ),那么我们有时考虑定义某个常量时,我们就必须返回检查原来此常量是否定义,但这样做很麻烦.if defined宏正是为这种情况提供了解决方案.举个例子,如下:
#define ....
#define ....
....
....
#define a 100
....
此时，我们要检查a是否定义（假设我们已经记不着这点了）,或者我们要给a一个不同的值，就加入如下句子
#if defined a
#undef a
#define a 200
#endif
上述语句检验a是否被定义，如果被定义，则用#undef语句解除定义，并重新定义a为200
同样，检验a是否定义：
#ifndef a//如果a没有被定义
#define a 100
#endif
以上所用的宏中：#undef为解除定义，#ifndef是if not defined的缩写，即如果没有定义。
这就是#if defined 的唯一作用！ 1）
#if defined XXX_XXX
#endif
是条件编译，是根据你是否定义了XXX_XXX这个宏，而使用不同的代码。
一般.h文件里最外层的
#if !defined XXX_XXX
#define XXX_XXX
#endif
是为了防止这个.h头文件被重复include。
2）
#error XXXX
是用来产生编译时错误信息XXXX的，一般用在预处理过程中；
例子：
#if !defined(__cplusplus)
#error C++ compiler required.
#endif
有一道经典的C语言问题，关于宏定义中#和##符号的使用和宏定义展开问题
程序如下：
#include <stdio.h>
#define f(a,b) a##b
#define g(a) #a
#define h(a) g(a)
int main()
{
printf("%s\n", h(f(1,2)));
printf("%s\n", g(f(1,2)));
return 0;
}
答案：第一行：12 第二行：f(1,2)
说明：
1、关于符号#和##
两个符号都只能用于预处理宏扩展。不能在普通的源码中使用它们，只能在宏定义中使用。
简单的说，#是把宏参数变为一个字符串，##是把两个宏参数连接在一起。
关于这两个符号的具体意义和用法可以参见两篇文章：
#和##在宏替换中的作用/Linux/-06/102921.htm
C/C++ 宏中"#"和"##"的用法/Linux/-06/102924.htm
还有GCC帮助文档上的解释：
3.4Stringification
3.5Concatenation
2、关于宏展开
预处理过程的几个步骤：
1）字符集转换（如三联字符）
2）断行链接/
3）注释处理，/* comment */，被替换成空格
4）执行预处理命令，如#inlcude、#define、#pragma、#error等
5）转义字符替换
6）相邻字符串拼接
7）将预处理记号替换为词法记号
第4）步即如何展开宏函数的规则：在展开当前宏函数时，如果形参有#或##则不进行宏参数的展开，否则先展开宏参数，再展开当前宏。
宏替换顺序英文描述如下：
A parameter in the replacement list, unless preceded by a # or ## preprocessing token or followed by a ## preprocessing token, is replaced by the corresponding argument after all macros contained therein have been expanded.
3、总结
综合以上，对于这道题来说，第一行h(f(1,2))，由于h(a)非#或者##所以先展开其参数f(1,2)，即12，所以变成h(12)，然后再宏替换为g(12)，再次替换为12。
第二行g(f(1,2))，宏g(a)带有#，所以里面的f(1,2)不展开，所以变成f(1,2)
类似的这种问题在《你必须知道的495个C语言问题》中出现过，在121页的“预处理功能”的问题11.19，有兴趣的朋友可以看一看。
