一、GCC 编译的四个完整步骤

我们在终端输入一条gcc main.c -o a.out命令时，背后其实经历了 4 个独立的阶段。理解这个过程对排查编译错误（如之前的stray '\357'编码错误）非常有帮助。

实操顺序：.c→.i→.s→.o→可执行程序

二、预处理命令

预处理在编译之前执行，本质是文本替换，不进行语法运算。

1. 宏定义#define

(1) 无参宏（符号常量）

#define PI 3.1415

(2) 带参宏（宏函数）

#define ADD(a,b) ((a)+(b)) #define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b)) #define AREA(r) ((PI)*(r)*(r))

✅ 宏书写重要规范：

• 文本替换：宏仅仅是文本替换，运行前展开。
• 括号保护：表达式参数全部加括号，防止运算符优先级出错。
• 命名规范：宏标识符建议大写；宏末尾不要加分号。

💡 宏 VS 普通函数：

• 宏：预处理阶段替换，代码副本增多，程序体积变大；无函数调用开销。
• 函数：运行时调用，需要保护/恢复现场，存在调用开销。

2. 头文件包含#include

• #include <stdio.h>：尖括号。系统头文件，编译器去系统路径（如/usr/include）查找。
• #include "head.h"：双引号。自定义头文件，优先在当前项目目录查找。

头文件内一般存放：其他头文件、类型声明、宏定义、函数声明、全局变量声明。

3. 条件编译

根据宏是否定义、表达式真假，选择性编译部分代码。

• #if 表达式 ... #endif：表达式为真则编译。常用于#if 0注释大块代码。
• #ifdef 宏名：如果宏已定义，编译对应代码（常用于调试信息输出）。
• #ifndef 宏名：如果没有定义该宏，则编译代码。最经典用途：头文件防止重复包含。

#ifndef __HEAD_H__ #define __HEAD_H__ // 头文件内容 #endif

三、指针

1. 基础概念

• 内存：程序运行可用存储空间，以字节为单位编号。
• 地址：内存字节的编号。
• 指针：即内存地址。
• 指针变量：专门用来存放地址的变量。

2. 指针变量定义与大小

格式：基类型 *指针名;

int *pint; char *pch;

• 基类型：代表指针指向空间的数据类型。
• *：标识该变量是指针。
• 指针大小：64 位系统所有指针占用8 字节；32 位系统指针占用4 字节。

3. 初始化与野指针

int num = 100; int *p = NULL; // 1. 初始化为空指针（推荐） int *p = # // 2. 定义同时赋值 p = # // 3. 赋值：让指针指向 num

⚠️ 野指针：未初始化、或者指向已经释放内存的指针。

• 规避方案：指针初始化为NULL，或赋值合法变量地址。

4. 两个核心运算符

极易混淆区分：

• p = #→ 修改指针本身，让指针指向 num。
• *p = num;→ 修改指针指向空间的数据，指针指向不变。

5. 指针算术运算

允许运算：+、-、++、--。*、/、%对指针无意义。

• 指针 ± 整数：向前/向后偏移若干个元素，不是字节！
  • char *pc; pc+1;// 向后偏移 1 字节
  • int *pi; pi+1;// 向后偏移 4 字节 (假设 int 为 4 字节)
• 指针 - 指针：
  • 前提：同类型、指向同一块连续内存（数组）。
  • 结果：两个地址之间相隔的元素个数。
  • 公式：(地址差值) / sizeof(基类型)
• 比较大小：指针可以使用< > == !=比较。

6. 指针作函数参数

• 修改变量值：想要在函数内修改主函数变量的值，必须传递变量地址（指针传递）。
• 仅读取：可以传值，也可以传地址。
• 多返回值：使用指针参数带回结果。

四、指针与一维数组

1. 数组名a等价于&a[0]，代表数组首元素地址。
2. 数组名是地址常量，不能赋值（如a = xxx;非法）。
3. 下标与指针等价：
   • a[0]<==>*a
   • a[1]<==>*(a+1)
   • a[n]<==>*(a+n)
4. 函数形参：

   void print_array(int a[], int len); // 写法1 void print_array(int *pa, int len); // 写法2 (本质相同)

   数组传参本质是传递数组首元素地址（退化为指针）。

五、易错点汇总

• 宏：末尾不要加分号，带参宏所有参数必须包裹括号。
• 头文件：#ifndef用于防止重复包含。
• 赋值：p=&num（改指向）和*p=num（改值）含义完全不同。
• 指针减法：两个指针相减得到的是元素个数，不是字节差值。
• 偏移量：指针运算偏移单位由基类型决定。
• 数组名：是常量，不能被赋值。
• 崩溃原因：使用未初始化指针（野指针）会导致程序崩溃。