C/C++ 先行編譯命令

 

（一）基本知識   

    前置處理器指示符以“#”號開頭標識，處理這些指示符的程式叫做前置處理器。

    #include指示符讀入指定檔案的內容，它有兩種格式：

        #include <some_file.h>

        #include "my_file.h"

    如果檔案名稱用<>括起來，表明這個檔案是一個工程或標準標頭檔，尋找過程會先檢查預定義的目錄，我

 

們可以通過設定環境變數或命令列來修改這些目錄。如果檔案名稱用“”引起來，則表明該檔案是使用者提供的

 

標頭檔，尋找該檔案時將從當前檔案所在目錄開始。

    由於標頭檔的嵌套關係，一個標頭檔可能會被再次包含，條件指示符可防止這種標頭檔的重複處理，例

 

如：

       #ifndef BOOKSTORE_H

        #define BOOKSTORE_H

           //bookstore.h的內容

       #endif

    #ifndef指明，如果某個宏未被定義，要怎麼處理

    #ifdef指明，如果某個宏已被定義，要怎麼處理。

 

比如：

    int main(){

    #ifdef DEBUG

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

    #endif

       string word="hello world!";

       cout<<world<<endl;

    }

    本例中，如果未定義DEBUG，實際被編譯的代碼如下：

    int main(){

       string word="hello world!";

       cout<<world<<endl;

    }

    如果已定義DEBUG，則傳給編譯器的程式碼為：

    int main(){

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

       string word="hello world!";

       cout<<world<<endl;

    }

    我們在編譯器時可以使用-D選項，並且在後面寫上前置處理器常量的名字，這樣就能在命令列中定義預

 

處理器常：

    $CC -DDEBUG main.c

    也可以在程式中用#define指示符定義前置處理器常量。

 

(二)自動定義的前置處理器名字

    編譯C++程式時，編譯器自動定義了一個前置處理器名字__cplusplus(前面是兩個底線)。因此，我們可

 

以根據它來判斷該程式是否是 C++ 程式，以便有條件的包含一些代碼。如

    #ifdef __cplusplus

         extern "C"

    #endif

    int min( int, int );

    在編譯標準 C 時，編譯器將自動定義__STDC__.

    其他一些比較常用的預定義名字是：

        __LINE__ :檔案被編譯的行數

        __FILE__ :被編譯的檔案的名字

        __TIME__ :當前被編譯檔案的編譯時間

        __DATE__ :當前被編譯檔案的編譯日期

    另外， C99新增了 __func__ 指示被編譯的函數的名字，對於gcc，與__func__等價的名字為

 

__FUNCTION__ .

    上述預定義的名字對寫trace有很大的協助，比如：

    if (i==0)

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

 

(三)C與C++的標頭檔

    C庫檔案的C++名字總是以字母C開頭，後面是去掉尾碼.h的C名字，如assert():如果使用C++的標頭檔則

 

為cassert，C則為assert.h,所以使用標頭檔的C名字或C++名字，方法也不相同。仍以assert為例：

    C++: #include <cassert>

         using namespace std;

    C:   #include <assert.h>

 

(四)宏替換

    在 ISO C 之前，從未詳細描述宏替換進程。這種不明確性產生很多有分歧的實現。依賴於比明顯常量

 

替換和簡單類函數宏更奇特的事情的任何代碼可能並不真正可移植。此外，ISO C 宏替換演算法可以完成在舊 

 

C 版本中無法完成的工作。例如：

    #define name (*name)

    使 name 的任何使用均替換為通過 name 進行的間接引用。舊 C 預先處理程式會產生大量

圓括弧和星號，並最終產生關於宏遞迴的錯誤。

 

    ISO C 對宏替換方法的主要更改是要求宏參數，而不是要求那些本身是宏替換操作符 # 和 ## 的操作

 

數並且在替換標記列表中替換之前要遞迴擴充的參數。然而，這種更改很少在結果標記中產生實際差異。

    比如,使用 # 宏替換操作符和字串文字共置

        #define str(a) #a "!"

        str(x y)

    以上代碼產生兩個字串文字 "x y" 和 "!"，它們在共置後產生相同的 "x y!"

 

    對於可變參數的宏，gnuc與sun cc相同的處理方式如下：

    #define identifier (...) replacement_list

    #define identifier (identifier_list, ...) replacement_list

    如果列出的宏參數以省略符號結尾，那麼該宏的調用允許使用除了宏參數以外的其他更多參數。附加參數

 

被收集在一個單獨的字串中，該字串可以包括逗號。可以使用宏其他清單中的名稱 __VA_ARGS__ 來引

 

用這些附加參數(replacement_list的可變參數用__VA_ARGS__替換).

 

    而對於 gnu c 來說，還有一種方式，使用##args來引用(replacement_list的可變參數為##args)，具

 

體的定義方式也有所不同:

    #define identifier (args...) replacement_list

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

 

(五)宏中"#"和"##"的用法

I、一般用法

我們使用#把宏參數變為一個字串,用##把兩個宏參數貼合在一起.

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));           // 輸出字串"vck"

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

    return 0;

}

 

II、當宏參數是另一個宏的時候

需要注意的是凡宏定義裡有用'#'或'##'的地方宏參數是不會再展開.

1, 非'#'和'##'的情況

#define TOW      (2)

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

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

這行的宏會被展開為：

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

MUL裡的參數TOW會被展開為(2).

2, 當有'#'或'##'的時候

#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>

這行會被展開為：

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

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

這一行則是：

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

INT_MAX和A都不會再被展開, 然而解決這個問題的方法很簡單. 加多一層中間轉換宏.

加這層宏的用意是把所有宏的參數在這層裡全部展開, 那麼在轉換宏裡的那一個宏(_STR)就能得到正確的宏

 

參數.

#define A           (2)

#define _STR(s)     #s

#define STR(s)      _STR(s)          // 轉換宏

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

#define CONS(a,b)   _CONS(a,b)       // 轉換宏

printf("int max: %s/n", STR(INT_MAX));          // INT_MAX,int型的最大值，為一個變數 

 

#include<climits>

輸出為: int max: 0x7fffffff

STR(INT_MAX) --> _STR(0x7fffffff) 然後再轉換成字串；

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

輸出為：200

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

 

III、'#'和'##'的一些應用特例

1、合并匿名變數名

#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表示該行行號；

第一層：ANONYMOUS(static int); --> __ANONYMOUS0(static int, __LINE__);

第二層：                        --> ___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70);

第三層：                        --> static int _anonymous70;

即每次只能解開當前層的宏，所以__LINE__在第二層才能被解開；

2、填充結構

#define FILL(a)   {a, #a}

enum IDD{OPEN, CLOSE};

typedef struct MSG{

IDD id;

const char * msg;

}MSG;

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

相當於：

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

              {CLOSE, "CLOSE"}};

3、記錄檔案名稱

#define _GET_FILE_NAME(f)   #f

#define GET_FILE_NAME(f)    _GET_FILE_NAME(f)

static char FILE_NAME[] = GET_FILE_NAME(__FILE__);

4、得到一個數實值型別所對應的字串緩衝大小

#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"];

這裡相當於：

char buf[11];