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C 预处理器：编译前的文本魔法

news 来源：原创 2025/5/21 23:38:29

一、引言

在 C 语言编程里，C 预处理器虽非编译器的一部分，但却是编译流程中独立且关键的环节。它本质上是个文本替换工具，会在实际编译前完成预处理工作，我们常将其简称为 CPP。

二、预处理器指令

所有预处理器命令都以井号（#）开头，且最好从第一列开始以增强可读性。下面是重要指令介绍：

指令	描述
`#define`	定义宏
`#include`	包含源代码文件
`#undef`	取消已定义的宏
`#ifdef`	若宏已定义，返回真
`#ifndef`	若宏未定义，返回真
`#if`	给定条件为真，编译下面代码
`#else`	`#if` 的替代方案
`#elif`	前面 `#if` 条件为假，当前条件为真，编译下面代码
`#endif`	结束 `#if...#else` 条件编译块
`#error`	遇到标准错误，输出错误消息
`#pragma`	向编译器发布特殊命令

示例

#define MAX_ARRAY_LENGTH 20
#include <stdio.h>
#include "myheader.h"
#undef  FILE_SIZE
#define FILE_SIZE 42
#ifndef MESSAGE
   #define MESSAGE "You wish!"
#endif
#ifdef DEBUG
   /* Your debugging statements here */
#endif

三、预定义宏

ANSI C 定义了不少宏，可在编程中使用，但不能修改。

宏	描述
`__DATE__`	当前日期，格式 "MMM DD YYYY"
`__TIME__`	当前时间，格式 "HH:MM:SS"
`__FILE__`	当前文件名，字符串常量
`__LINE__`	当前行号，十进制常量
`__STDC__`	编译器以 ANSI 标准编译时，定义为 1

示例

#include <stdio.h>
 
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__ );
}

四、预处理器运算符

1. 宏延续运算符（\）

若宏过长，可用它分行书写。

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

2. 字符串常量化运算符（#）

把宏参数转为字符串常量。

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

3. 标记粘贴运算符（##）

合并两个参数。

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

4. `defined()` 运算符

用于常量表达式，判断标识符是否用 #define 定义过。

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

五、参数化的宏

可模拟函数，如计算平方：

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

#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;
}

C 预处理器功能强大，掌握它能让 C 语言编程更加高效和灵活。