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C/C++之预处理命令

發(fā)布時(shí)間：2024/10/14 c/c++ 86 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 C/C++之预处理命令小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

C程序的源代碼中可包括各種編譯指令，這些指令稱為預(yù)處理命令。預(yù)處理命令屬于C語言編譯器，而不是C語言的組成部分。C語言預(yù)處理程序包括下列命令：#define，#error，＃include，#if，#else，#elif，#endif，#ifdef，#ifndef，#undef，#line，#pragma等。總體來說，預(yù)處理指令可以分為四大類：

宏：#define、#undef
文件：#include
條件編譯：#if，#else，#elif，#endif，#ifdef，#ifndef等
其他：#error,#line和#pragma是一些比較特殊的指令，一般很少用到。

預(yù)處理指令遵循以下規(guī)則：

指令都是以#開始。#符號(hào)不需要在一行的行首，只要她之前有空白字符就行。在#后是指令名，接著是指令所需要的其他信息。
在指令的符號(hào)之間可以插入任意數(shù)量的空格或橫向制表符。
指令總是第一個(gè)換行符處結(jié)束，除非明確地指明要繼續(xù)。
指令可以出現(xiàn)在程序中的任何地方。通常將#define和#include指令放在文件的開始，其他指令則放在后面，甚至在函數(shù)定義的中間。
注釋可以與指令放在同一行。

以上規(guī)則，在C99標(biāo)準(zhǔn)文檔的6.10章節(jié)可有介紹。

0x01 宏指令 #define

唯一需要注意的就是該語句沒有分號(hào)。在標(biāo)識(shí)符和串之間可以有任意個(gè)空格，串一旦開始，僅由一新行結(jié)束。

0x02 文件指令#include

#include命令的作用是把指定的文件模塊內(nèi)容插入到#include所在的位置，當(dāng)程序編譯鏈接時(shí)，系統(tǒng)會(huì)把所有#include指定的文件鏈接生成可執(zhí)行代碼。

（1）如果顯式路徑名為文件標(biāo)識(shí)符的一部分，則僅在那些子目錄中搜索被嵌入文件。否則，如果文件名用雙引號(hào)括起來，則首先檢索當(dāng)前工作目錄。如果未發(fā)現(xiàn)文件，則在命令行中說明的所有目錄中搜索。如果仍未發(fā)現(xiàn)文件，則搜索實(shí)現(xiàn)時(shí)定義的標(biāo)準(zhǔn)目錄。如果沒有顯式路徑名且文件名被尖括號(hào)括起來，則首先在編譯命令行中的目錄內(nèi)檢索。如果文件沒找到，則檢索標(biāo)準(zhǔn)目錄，不檢索當(dāng)前工作目錄。

（2）通過#define包含進(jìn)來的文件模塊中還可以再包含其他文件，這種用法稱為嵌套包含。嵌套的層數(shù)與具體C語言系統(tǒng)有關(guān)，但是一般可以嵌套8層以上。

（3）#include 也可以包含.c文件。但是一般不會(huì)這么用

下面以Linux下gcc為例：

#include "headfile.h"

①先搜索當(dāng)前目錄

②然后搜索-I指定的目錄

③再搜索gcc的環(huán)境變量CPLUS_INCLUDE_PATH（C程序使用的是C_INCLUDE_PATH）

④最后搜索gcc的內(nèi)定目錄

/usr/include

/usr/local/include

/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.1.1/include

#include <headfile.h>

①先搜索-I指定的目錄

②然后搜索gcc的環(huán)境變量CPLUS_INCLUDE_PATH

③最后搜索gcc的內(nèi)定目錄

/usr/include

/usr/local/include

/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.1.1/include

庫的搜索路徑：

①gcc會(huì)去找-L

②再找gcc的環(huán)境變量LIBRARY_PATH

③再找內(nèi)定目錄 /lib、/usr/lib、/usr/local/lib

0x03 條件編譯

以下內(nèi)容源自某技術(shù)博客

1、#if, #elif, #else, #endif

#if　條件1
　代碼段1
#elif 條件2
?代碼段2
...
#elif 條件n
?代碼段n
#else
?代碼段 n+1
#endif

即可以設(shè)置不同的條件，在編譯時(shí)編譯不同的代碼，預(yù)編譯指令中的表達(dá)式與C語言本身的表達(dá)式基本一至如邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、位運(yùn)算等均可以在預(yù)編譯指令中使用。之所以能夠?qū)崿F(xiàn)條件編譯是因?yàn)轭A(yù)編譯指令是在編譯之前進(jìn)行處理的，通過預(yù)編譯進(jìn)行宏替換、條件選擇代碼段，然后生成最后的待編譯代碼，最后進(jìn)行編譯。

#if的一般含義是如果#if 后面的常量表達(dá)式為true，則編譯它所控制的代碼，如條件1成立時(shí)就代碼段1，條件1不成立再看條件2是否成立，如果條件2成立則編譯代碼段2，否則再依次類推判斷其它條件，如果條件1－N都不成力則會(huì)編譯最后的代碼段n+1。

2、#ifdef, #else, #endif或#ifndef, #else, #endif

條件編譯的另一種方法是用#ifdef與#ifndef命令，它們分別表示"如果有定義"及"如果無定義"。有定義是指在編譯本段代碼時(shí)是否有某個(gè)宏通過 #define 指令定義的宏，#ifndef指令指找不到通過 #define 定義的某宏，該宏可以是在當(dāng)前文件此條指令的前面定義的，也可以是在該文件包含的其它文件中。

#ifdef的一般形式是：

#ifdef macro_name
?代碼段1
#else
?代碼段2
#endif

#ifndef的一般形式是：

#ifndef macro_name
?代碼段2
#else
?代碼段1
#endif

這兩段代碼的效果是完全一樣的。

3、通過宏函數(shù)defined(macro_name)

參數(shù)為宏名（無需加"")，如果該macro_name定義過則返回真，否則返回假，用該函數(shù)則可以寫比較復(fù)雜的條件編譯指令，如#if defined(macro1)||(!defined(macro2) && defined(macro3))...#else...#endif

（1）#ifdef和#defined()比較

首先比較一下這兩種方法，第一種方法只能判斷一個(gè)宏，如果條件比較復(fù)雜實(shí)現(xiàn)起來比較煩鎖，用后者就比較方便。如有兩個(gè)宏MACRO_1,MACRO_2只有兩個(gè)宏都定義過才會(huì)編譯代碼段A，分別實(shí)現(xiàn)如下：

#ifdef MACRO_1

#ifdef MACRO_2

代碼段　A

#endif

或者

#if defined(MACRO_1) && defined(MACRO_2)

#endif

同樣，要實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的條件用#ifdef更麻煩，所以推薦使用后者，因?yàn)榧词巩?dāng)前代碼用的是簡單的條件編譯，以后在維護(hù)、升級(jí)時(shí)可能會(huì)增加，用后者可維護(hù)性較強(qiáng)。舊的編譯器可能沒有實(shí)現(xiàn)#defined()指令，C99已經(jīng)加為標(biāo)準(zhǔn)。要兼容老的編譯器，還需用#ifdef指令。

2、#if與 #ifdef或#if defined()比較

比如自己寫了一個(gè)printf函數(shù)，想通過一個(gè)宏MY_PRINTF_EN實(shí)現(xiàn)條件編譯，用#if可實(shí)現(xiàn)如下

#define MY_PRINTF_EN 1
#if MYS_PRINTF_EN == 1
int printf(char* fmt, char* args, ...)
{

...

}

#endif

如果宏MY_PRINTF_EN定義為1則編譯這段代碼，如果宏定義不為1或者沒有定義該宏，則不編譯這段代碼。同樣也可以通過#ifdef或者#defined()實(shí)現(xiàn)，如

#define MY_PRINTF_EN 1
#if defined(MY_PRINTF_EN)
int printf(char* fmt, char* args, ...)
{

...

}

#endif

在這種情況下兩種方法具有異曲同工之妙，但試想如果你為了節(jié)約代碼寫了兩個(gè)printf函數(shù)，在不同情況下使用不同的printf函數(shù)，一個(gè)是精簡版一個(gè)是全功能標(biāo)準(zhǔn)版，如：

#define MY_PRINTF_SIMPLE

#ifdef MY_PRINTF_SIMPLE

void printf(*str) // 向終端簡單地輸出一個(gè)字符串

{

...

}

#endif

#ifdef MY_PRINTF_STANDARD

int printf(char* fmt, char* args, ...)

{

...

}

#endif

同樣可以用#if defined()實(shí)現(xiàn)

#define MY_PRINTF_SIMPLE

#if defined(MY_PRINTF_SIMPLE)

void printf(*str) // 向終端簡單地輸出一個(gè)字符串

{

...

}

#elif defined(MY_PRINTF_STANDARD)

int printf(char* fmt, char* args, ...)

{

...

}

#endif

兩種方法都可以實(shí)現(xiàn)，但可見后者更方便。但試想如果你有三個(gè)版本，用前者就更麻煩了，但方法相似，用后者就更方便，但仍需三個(gè)宏進(jìn)行控制，你要住三個(gè)宏，改進(jìn)一下就用#if可以用一個(gè)宏直接控制N種情況如：

#define MY_PRINTF_VERSION????1

#if MY_PRINTF_VERSION == 1

void printf(*str) // 向終端簡單地輸出一個(gè)字符串

{

...

}

#elif MY_PRINTF_VERSION == 2

?int printf(char* fmt, char* args, ...)

{

...

}

#elif MY_PRINTF_VERSION == 3

int printf(unsigned char com_number, char* str)

{

...

}

#else

默認(rèn)版本

#endif

這樣，你只需修改一下數(shù)字就可以完成版本的選擇了

看來好像用#if 比較好了，試想如下情況：你寫了一個(gè)配置文件叫做config.h用來配置一些宏，通過這些宏來控制代碼，如你在config.h的宏#define MY_PRINTF_EN 1來控制是否需要編譯自己的printf函數(shù)，而在你的源代碼文件printf.c中有如下指令

#include "config.h"

#if MY_PRINTF_EN == 1

int printf(char* fmt, char* args, ...)

{

...

}

#endif

但這樣也會(huì)有一個(gè)問題，就是如果你忘了在config.h中添加宏MY_PRINTF_EN，那么自己寫的printf函數(shù)也不會(huì)被編譯，有些編譯器會(huì)給出警告:MY_PRINTF_EN未定義。如果你有兩個(gè)版本的想有一個(gè)默認(rèn)版本，可以在printf.c中這樣實(shí)現(xiàn)

#incldue "config.h"

#if !defined(MY_PRINTF_VERSION)

? #define MY_PRINTF_VERSION?? 1

#endif

#if MY_PRINTF_VERSION == 1

void printf(*str) // 向終端簡單地輸出一個(gè)字符串

{

...

}

#elif MY_PRINTF_VERSION == 2

int printf(char* fmt, char* args, ...)

{

...

}

#elif MY_PRINTF_VERSION == 3

int printf(unsigned char com_number, char* str)

{

}

#endif

這種情況下還得用到#ifdef或#if　defined()，你可以不用動(dòng)主體的任何代碼，只需要修改printf.c文件中MY_RPINTF_VERSION宏的數(shù)字就可以改變了，如果用前面那種方法還得拖動(dòng)代碼，在拖動(dòng)中就有可能造成錯(cuò)誤。

再試想，如果軟件升級(jí)了，或者有了大的改動(dòng)，原來有三個(gè)版本，現(xiàn)在只剩下兩個(gè)版本了，如

#if MY_PRINTF_VERSION == 2

int printf(char* fmt, char* args, ...)

{...

}

#elif MY_PRINTF_VERSION == 3

int printf(unsigned char com_number, char* str)

{

}

#endif

因?yàn)檫@些核心代碼不想讓使用這些代碼的人關(guān)心，他們只需要修改config.h文件，那就要在printf.c中實(shí)現(xiàn)兼容性。如果以前有人在config.h配置宏MY_PRINTF_VERSION為1,即有#define MY_PRINTF_VERSION?? 1，而現(xiàn)在沒有1版本了，要想兼容怎么辦？那當(dāng)然可以用更復(fù)雜的條件實(shí)現(xiàn)如：

#if MY_PRINTF_VERSION == 2 || MY_PRINTF_VERSION == 1

int printf(char* fmt, char* args, ...)

{

...

}

#elif MY_PRINTF_VERSION == 3

int printf(unsigned char com_number, char* str)

{

}

#endif

不過還有另外一種方法，即使用#undef命令

#if MY_PRINTF_VERSION == 1

? #undef MY_PRINTF_VERSION

? #define MY_PRINTF_VERSION? 2

#endif

#if MY_PRINTF_VERSION == 2

int printf(char* fmt, char* args, ...)

{

...

}

#elif MY_PRINTF_VERSION == 3

int printf(unsigned char com_number, char* str)

{

}

#endif

用#if還有一個(gè)好處，如果你把宏名記錯(cuò)了，把MY_PRINTF_EN定義成了MY_PRINT_EN，那么你用#ifdef MY_PRINTF_EN或者#if defined(MY_PRINTF_EN)控制的代碼就不能被編譯，查起來又不好查，用#if MY_PRINTF_EN ==1控制就很好查，因?yàn)槟惆袽Y_PRINTF_EN定義成MY_PRINT_EN，則MY_PRINTF_EN實(shí)際上沒有定義，那么編譯器會(huì)給出警告#if MY_PRINTF_EN　== 1中的MY_PRINTF_EN沒有定義，但錯(cuò)就比較快。

0x04 其他

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C/C++之预处理命令的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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