C++ 预处理器

C++ 预处理器

预处理器是一些指令，指示编译器在实际编译之前所需完成的预处理。

所有的预处理器指令都是以井号#开头，只有空格字符可以出现在预处理指令之前。预处理指令不是 C++ 语句，所以它们不会以分号;结尾。

我们已经看到，之前所有的实例中都有 #include 指令。这个宏用于把头文件包含到源文件中。

C++ 还支持很多预处理指令，比如 #include、#define、#if、#else、#line 等，让我们一起看看这些重要指令。

#define 预处理

define预处理指令用于创建符号常量。该符号常量通常称为宏，指令的一般形式是：

#define macro-name replacement-text 

当这一行代码出现在一个文件中时，在该文件中后续出现的所有macro-name都将会在程序编译之前被替换为 replacement-text。例如：

#include <iostream>
using namespace std;
 
#define PI 3.14159
 
int main ()
{
 
    cout << "Value of PI :" << PI << endl; 
 
    return 0;
}

参数宏

您可以使用 #define 来定义一个带有参数的宏，如下所示：

#include <iostream>
using namespace std;
 
#define MIN(a,b) (a<b ? a : b)
 
int main ()
{
   int i, j;
   i = 100;
   j = 30;
   cout <<"较小的值为：" << MIN(i, j) << endl;
 
    return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

较小的值为：30

条件编译

有几个指令可以用来有选择地对部分程序源代码进行编译。这个过程被称为条件编译。

条件预处理器的结构与 if 选择结构很像。请看下面这段预处理器的代码：

#include <iostream>
using namespace std;
#define DEBUG
 
#define MIN(a,b) (((a)<(b)) ? a : b)
 
int main ()
{
   int i, j;
   i = 100;
   j = 30;
#ifdef DEBUG
   cerr <<"Trace: Inside main function" << endl;
#endif
 
#if 0
   /* 这是注释部分 */
   cout << MKSTR(HELLO C++) << endl;
#endif
 
   cout <<"The minimum is " << MIN(i, j) << endl;
 
#ifdef DEBUG
   cerr <<"Trace: Coming out of main function" << endl;
#endif
    return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Trace: Inside main function
The minimum is 30
Trace: Coming out of main function

也许你会疑惑，条件编译存在的意义和使用方式不是很明确。希望我的另一篇文章《c++条件编译详解》能解答你的疑惑。

# 和 ## 运算符

"#"和"##"预处理运算符在 C++ 和 ANSI/ISO C 中都是可用的。

"#" 运算符会把 replacement-text 换为用引号引起来的字符串。

请看下面的宏定义：

#include <iostream>
using namespace std;
 
#define MKSTR( x ) #x
 
int main ()
{
    cout << MKSTR(HELLO C++) << endl;
 
    return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

HELLO C++

让我们来看看它是如何工作的。不难理解，C++ 预处理器把下面这行：

cout << MKSTR(HELLO C++) << endl;

转换成了：

cout << "HELLO C++" << endl;

此处值得再次重申的是，预编译指令是在代码中做替换，将原本的HELLO C++换成了"HELLO C++"再进行编译。

"##"连接两个令牌。下面是一个实例：

#include <iostream>
using namespace std;
 
#define concat(a, b) a ## b
int main()
{
   int xy = 100;
   
   cout << concat(x, y);
   return 0;
}

当 contat 出现在程序中时，它的参数会被连接起来，并用来取代宏。

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

100

让我们来看看它是如何工作的。不难理解，C++ 预处理器把下面这行：

cout << concat(x, y);

转换成了：

cout << xy;

C++ 中的预定义宏

C++ 提供了下表所示的一些预定义宏：

宏	描述
LINE	这会在程序编译时包含当前行号。
FILE	这会在程序编译时包含当前文件名。
DATE	这会包含一个形式为 month/day/year 的字符串，它表示把源文件转换为目标代码的日期。
TIME	这会包含一个形式为 hour:minute:second 的字符串，它表示程序被编译的时间。

让我们看看上述这些宏的实例：

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main ()
{
    cout << "Value of __LINE__ : " << __LINE__ << endl;
    cout << "Value of __FILE__ : " << __FILE__ << endl;
    cout << "Value of __DATE__ : " << __DATE__ << endl;
    cout << "Value of __TIME__ : " << __TIME__ << endl;
 
    return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of LINE : 6
Value of FILE : test.cpp
Value of DATE : jan 23 2021
Value of TIME : 18:52:48