【C语言】预处理器

我们在开始编写一份程序的时候，从键盘录入的第一行代码：

#include <stdio.h>

这里就使用了预处理，引入头文件。

C预处理器不是编译器的组成部分，但是它是编译过程中一个单独的步骤。简言之，C预处理器只不过是一个文本替换工具而已，它们会指示编译器在实际编译之前完成所需的预处理。

预处理指令

指令	描述
#define	定义宏
#include	包含一个源代码文件
#undef	取消已定义的宏
#ifdef	如果宏已经定义，则返回真
#ifndef	如果宏没有定义，则返回真
#if	如果给定条件为真，则编译下面代码
#else	#if 的替代方案
#elif	如果前面的 #if 给定条件不为真，当前条件为真，则编译下面代码
#endif	结束一个 #if……#else 条件编译块
#error	当遇到标准错误时，输出错误消息
#pragma	使用标准化方法，向编译器发布特殊的命令到编译器中

示例：

#define MAX_ARRAY_LENGTH 20

这个指令告诉 CPP 把所有的 MAX_ARRAY_LENGTH 定义为 20。使用 #define 定义常量来增强可读性。

#include <stdio.h>
#include "myheader.h"

这些指令告诉 CPP 从系统库中获取 stdio.h，并添加文本到当前的源文件中。下一行告诉 CPP 从本地目录中获取 myheader.h，并添加内容到当前的源文件中。

#include < > 引用的是编译器的类库路径里面的头文件。

#include " " 引用的是你程序目录的相对路径中的头文件，如果在程序目录没有找到引用的头文件则到编译器的类库路径的目录下找该头文件。

在有多个 .h 文件和多个 .c 文件的时候，往往我们会用一个 global.h 的头文件来包括所有的 .h 文件，然后在除 global.h 文件外的头文件中 包含 global.h 就可以实现所有头文件的包含，同时不会乱。方便在各个文件里面调用其他文件的函数或者变量。

#ifndef _GLOBAL_H
#define _GLOBAL_H
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <math.h>
#include <Config.h>

C语言代码的头文件与源文件有什么区别？

#undef  FILE_SIZE
#define FILE_SIZE 42

这个指令告诉 CPP 取消已定义的 FILE_SIZE，并定义它为 42。

#ifndef MESSAGE#define MESSAGE "You wish!"
#endif

这个指令告诉 CPP 只有当 MESSAGE 未定义时，才定义 MESSAGE。

#ifdef DEBUG/* Your debugging statements here */
#endif

这个指令告诉 CPP 如果定义了 DEBUG，则执行处理语句。在编译时，如果您向 gcc 编译器传递了 -DDEBUG 开关量，这个指令就非常有用。它定义了 DEBUG，您可以在编译期间随时开启或关闭调试。

#error命令是C/C++语言的预处理命令之一，当预处理器预处理到#error命令时将停止编译并输出用户自定义的错误消息。如下所示：

#include <stdio.h>
#define SHOW_INFO
int main(void)
{
#ifndef SHOW_INFO#error you must define SHOW_INFO marco.
#endifprintf("hello world!\n");return 0;
}

当删去"#define SHOW_INFO"语句就会输出错误消息

#pragma的常用方法讲解

预定义宏

ANSI C 定义了许多宏。在编程中您可以使用这些宏，但是不能直接修改这些预定义的宏。

宏	描述
__DATE__	当前日期，一个以 “MMM DD YYYY” 格式表示的字符常量。
__TIME__	当前时间，一个以 “HH:MM:SS” 格式表示的字符常量。
__FILE__	这会包含当前文件名，一个字符串常量。
__LINE__	这会包含当前行号，一个十进制常量。
__STDC__	当编译器以 ANSI 标准编译时，则定义为 1。

实例：

#include <stdio.h>
int main()
{printf("File :%s\n", __FILE__ );printf("Date :%s\n", __DATE__ );printf("Time :%s\n", __TIME__ );printf("Line :%d\n", __LINE__ );printf("ANSI :%d\n", __STDC__ );return 0;
}

预处理器运算符

C 预处理器提供了下列的运算符来帮助您创建宏：

宏延续运算符（\）

一个宏通常写在一个单行上。但是如果宏太长，一个单行容纳不下，则使用宏延续运算符（\）。例如：

#define  message_for(a, b)  \printf(#a " and " #b ": We love you!\n")

字符串常量化运算符（#）

在宏定义中，当需要把一个宏的参数转换为字符串常量时，则使用字符串常量化运算符（#）。在宏中使用的该运算符有一个特定的参数或参数列表。例如：

#include <stdio.h>
#define  message_for(a, b)  \printf(#a " and " #b ": We love you!\n")
int main()
{message_for(Carole, Debra);return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Carole and Debra: We love you!

标记粘贴运算符（##）

宏定义内的标记粘贴运算符（##）会合并两个参数。它允许在宏定义中两个独立的标记被合并为一个标记。例如：

#include <stdio.h>
#define tokenpaster(n) printf ("token" #n " = %d", token##n)
int main()
{int token34 = 40;tokenpaster(34);return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

token34 = 40

这是怎么发生的，因为这个实例会从编译器产生下列的实际输出：

printf ("token34 = %d", token34);

这个实例演示了 token##n 会连接到 token34 中，在这里，我们使用了字符串常量化运算符（#）和标记粘贴运算符（##）。

defined() 运算符

预处理器 defined 运算符是用在常量表达式中的，用来确定一个标识符是否已经使用 #define 定义过。如果指定的标识符已定义，则值为真（非零）。如果指定的标识符未定义，则值为假（零）。下面的实例演示了 defined() 运算符的用法：

#include <stdio.h>
#if !defined (MESSAGE)#define MESSAGE "You wish!"
#endif
int main()
{printf("Here is the message: %s\n", MESSAGE);  return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Here is the message: You wish!

参数化的宏

CPP 一个强大的功能是可以使用参数化的宏来模拟函数。例如，下面的代码是计算一个数的平方：

int square(int x) {return x * x;
}

我们可以使用宏重写上面的代码，如下：

#define square(x) ((x) * (x))

在使用带有参数的宏之前，必须使用 #define 指令定义。参数列表是括在圆括号内，且必须紧跟在宏名称的后边。宏名称和左圆括号之间不允许有空格。例如：

#include <stdio.h>
#define MAX(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
int main(void)
{printf("Max between 20 and 10 is %d\n", MAX(10, 20));  return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Max between 20 and 10 is 20

Reference：

C 预处理器 | 菜鸟教程 (runoob.com)