(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 <some_file.h>
#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<<world<<endl;
}
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<<world<<endl;
}
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<<world<<endl;
}
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 <cassert>
using namespace std;
C: #include <assert.h>
(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<cstdio>
#include<climits>
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<climits>
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<climits>
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];