猫头鹰餐厅:C预编译命令，C++预编译命令，C宏定义，C++宏定义

（一）基本知识   

    预处理器指示符以“#”号开头标识，处理这些指示符的程序叫做预处理器。

    #include指示符读入指定文件的内容，它有两种格式：

        #include

        #include "my_file.h"

    如果文件名用<>括起来，表明这个文件是一个工程或标准头文件，查找过程会先检查预定义的目录，我

们可以通过设置环境变量或命令行来修改这些目录。如果文件名用“”引起来，则表明该文件是用户提供的

头文件，查找该文件时将从当前文件所在目录开始。

    由于头文件的嵌套关系，一个头文件可能会被再次包含，条件指示符可防止这种头文件的重复处理，例

如：

       #ifndef BOOKSTORE_H

        #define BOOKSTORE_H

           //bookstore.h的内容

       #endif

    #ifndef指明，如果某个宏未被定义，要怎么处理

    #ifdef指明，如果某个宏已被定义，要怎么处理。

比如：

    int main(){

    #ifdef DEBUG

        cout<<"begining execution of main\n";

    #endif

       string word="hello world!";

       cout<

    }

    本例中，如果未定义DEBUG，实际被编译的代码如下：

    int main(){

       string word="hello world!";

       cout<

    }

    如果已定义DEBUG，则传给编译器的程序代码为：

    int main(){

        cout<<"begining execution of main\n";

       string word="hello world!";

       cout<

    }

    我们在编译程序时可以使用-D选项，并且在后面写上预处理器常量的名字，这样就能在命令行中定义预

处理器常：

    $CC -DDEBUG main.c

    也可以在程序中用#define指示符定义预处理器常量。

(二)自动定义的预处理器名字

    编译C++程序时，编译器自动定义了一个预处理器名字__cplusplus(前面是两个下划线)。因此，我们可

以根据它来判断该程序是否是 C++ 程序，以便有条件的包含一些代码。如

    #ifdef __cplusplus

         extern "C"

    #endif

    int min( int, int );

    在编译标准 C 时，编译器将自动定义__STDC__.

    其他一些比较常用的预定义名字是：

        __LINE__ :文件被编译的行数

        __FILE__ :被编译的文件的名字

        __TIME__ :当前被编译文件的编译时间

        __DATE__ :当前被编译文件的编译日期

    另外， C99新增了 __func__ 指示被编译的函数的名字，对于gcc，与__func__等价的名字为

__FUNCTION__ .

    上述预定义的名字对写trace有很大的帮助，比如：

    if (i==0)

        cerr<<"error:"<<__FILE__<<":line:"<<__LINE<<":func"<<__func__<<"i must be non-zero\n";

(三)C与C++的头文件

    C库文件的C++名字总是以字母C开头，后面是去掉后缀.h的C名字，如assert():如果使用C++的头文件则

为cassert，C则为assert.h,所以使用头文件的C名字或C++名字，方法也不相同。仍以assert为例：

    C++: #include

         using namespace std;

    C:   #include

(四)宏替换

    在 ISO C 之前，从未详细描述宏替换进程。这种不明确性产生很多有分歧的实现。依赖于比明显常量

替换和简单类函数宏更奇特的事情的任何代码可能并不真正可移植。此外，ISO C 宏替换算法可以完成在旧 

C 版本中无法完成的工作。例如：

    #define name (*name)

    使 name 的任何使用均替换为通过 name 进行的间接引用。旧 C 预处理程序会产生大量

圆括号和星号，并最终产生关于宏递归的错误。

    ISO C 对宏替换方法的主要更改是要求宏参数，而不是要求那些本身是宏替换操作符 # 和 ## 的操作

数并且在替换标记列表中替换之前要递归扩展的参数。然而，这种更改很少在结果标记中产生实际差异。

    比如,使用 # 宏替换操作符和字符串文字并置

        #define str(a) #a "!"

        str(x y)

    以上代码生成两个字符串文字 "x y" 和 "!"，它们在并置后生成相同的 "x y!"

    对于可变参数的宏，gnuc与sun cc相同的处理方式如下：

    #define identifier (...) replacement_list

    #define identifier (identifier_list, ...) replacement_list

    如果列出的宏参数以省略号结尾，那么该宏的调用允许使用除了宏参数以外的其他更多参数。附加参数

被收集在一个单独的字符串中，该字符串可以包括逗号。可以使用宏替换列表中的名称 __VA_ARGS__ 来引

用这些附加参数(replacement_list的可变参数用__VA_ARGS__替换).

    而对于 gnu c 来说，还有一种方式，使用##args来引用(replacement_list的可变参数为##args)，具

体的定义方式也有所不同:

    #define identifier (args...) replacement_list

    #define identifier (identifier_list, args...) replacement_list

(五)宏中"#"和"##"的用法

I、一般用法

我们使用#把宏参数变为一个字符串,用##把两个宏参数贴合在一起.

用法:

#include

#include

using namespace std;

#define STR(s)     #s

#define CONS(a,b) int(a##e##b)

int main()

{

    printf(STR(vck));           // 输出字符串"vck"

    printf("%d\n", CONS(2,3)); // 2e3 输出:2000

    return 0;

}

II、当宏参数是另一个宏的时候

需要注意的是凡宏定义里有用'#'或'##'的地方宏参数是不会再展开.

1, 非'#'和'##'的情况

#define TOW      (2)

#define MUL(a,b) (a*b)

printf("%d*%d=%d\n", TOW, TOW, MUL(TOW,TOW));

这行的宏会被展开为：

printf("%d*%d=%d\n", (2), (2), ((2)*(2)));

MUL里的参数TOW会被展开为(2).

2, 当有'#'或'##'的时候

#define A          (2)

#define STR(s)     #s

#define CONS(a,b) int(a##e##b)

printf("int max: %s\n", STR(INT_MAX));    // INT_MAX ＃i nclude

这行会被展开为：

printf("int max: %s\n", "INT_MAX");

printf("%s\n", CONS(A, A));               // compile error

这一行则是：

printf("%s\n", int(AeA));

INT_MAX和A都不会再被展开, 然而解决这个问题的方法很简单. 加多一层中间转换宏.

加这层宏的用意是把所有宏的参数在这层里全部展开, 那么在转换宏里的那一个宏(_STR)就能得到正确的宏

参数.

#define A           (2)

#define _STR(s)     #s

#define STR(s)      _STR(s)          // 转换宏

#define _CONS(a,b) int(a##e##b)

#define CONS(a,b)   _CONS(a,b)       // 转换宏

printf("int max: %s\n", STR(INT_MAX));          // INT_MAX,int型的最大值，为一个变量 

#include

输出为: int max: 0x7fffffff

STR(INT_MAX) --> _STR(0x7fffffff) 然后再转换成字符串；

printf("%d\n", CONS(A, A));

输出为：200

CONS(A, A) --> _CONS((2), (2)) --> int((2)e(2))

III、'#'和'##'的一些应用特例

1、合并匿名变量名

#define ___ANONYMOUS1(type, var, line) type var##line

#define __ANONYMOUS0(type, line) ___ANONYMOUS1(type, _anonymous, line)

#define ANONYMOUS(type) __ANONYMOUS0(type, __LINE__)

例：ANONYMOUS(static int); 即: static int _anonymous70; 70表示该行行号；

第一层：ANONYMOUS(static int); --> __ANONYMOUS0(static int, __LINE__);

第二层：                        --> ___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70);

第三层：                        --> static int _anonymous70;

即每次只能解开当前层的宏，所以__LINE__在第二层才能被解开；

2、填充结构

#define FILL(a)   {a, #a}

enum IDD{OPEN, CLOSE};

typedef struct MSG{

IDD id;

const char * msg;

}MSG;

MSG _msg[] = {FILL(OPEN), FILL(CLOSE)};

相当于：

MSG _msg[] = {{OPEN, "OPEN"},

              {CLOSE, "CLOSE"}};

3、记录文件名

#define _GET_FILE_NAME(f)   #f

#define GET_FILE_NAME(f)    _GET_FILE_NAME(f)

static char FILE_NAME[] = GET_FILE_NAME(__FILE__);

4、得到一个数值类型所对应的字符串缓冲大小

#define _TYPE_BUF_SIZE(type) sizeof #type

#define TYPE_BUF_SIZE(type)   _TYPE_BUF_SIZE(type)

char buf[TYPE_BUF_SIZE(INT_MAX)];

     --> char buf[_TYPE_BUF_SIZE(0x7fffffff)];

     --> char buf[sizeof "0x7fffffff"];

这里相当于：

char buf[11];