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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,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宏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;
}

现在,让我们测试这段代码,看看预处理的结果。假设源代码文件已经存在,接下来使用 -E 选项进行编译,并把结果重定向到 test.p。现在,如果您查看 test.p 文件,将会看到它已经包含大量的信息,而且在文件底部的值被改为如下:

$gcc -E test.cpp > test.p

...
int main ()
{
 
    cout << "Value of PI :" << 3.14159 << endl; 

    return 0;
}

函数宏

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 <<"The minimum is " << 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:

The minimum is 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:

#ifndef NULL
   #define NULL 0
#endif

您可以只在调试时进行编译,调试开关可以使用一个宏来实现,如下所示:

#ifdef DEBUG
   cerr <<"Variable x = " << x << endl;
#endif

如果在指令 #ifdef DEBUG 之前已经定义了符号常量 DEBUG,则会对程序中的 cerr 语句进行编译。您可以使用 #if 0 语句注释掉程序的一部分,如下所示:

#if 0
   不进行编译的代码
#endif

让我们尝试下面的实例:

#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

# 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 令牌转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;

## 运算符用于连接两个令牌。下面是一个实例:

#define CONCAT( x, y )  x ## y

当 CONCAT 出现在程序中时,它的参数会被连接起来,并用来取代宏。例如,程序中 CONCAT(HELLO, C++) 会被替换为 "HELLO C++",如下面实例所示。

#include <iostream>
using namespace std;

#define concat(a, b) a ## b
int main()
{
   int xy = 100;
   
   cout << concat(x, y);
   return 0;
}

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:

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__ : Feb 28 2011
Value of __TIME__ : 18:52:48