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C++ 預處理器

預處理器是一些指令,指示編譯器在實際編譯之前所需完成的預處理。

所有的預處理器指令都是以井號(#)開頭,只有空格字符可以出現在預處理指令之前。 預處理指令不是C++ 語句,所以它們不會以分號(;)結尾。

我們已經看到,之前所有的實例中都有#include指令。 這個宏用於把頭文件包含到源文件中。

C++ 還支持很多預處理指令,比如#include、#define、#if、#else、#line 等,讓我們一起看看這些重要指令。

#define 預處理

#define 預處理指令用於創建符號常量。 該符號常量通常稱為宏 ,指令的一般形式是:

#define macro-name replacement-text 

當這一行代碼出現在一個文件中時,在該文件中後續出現的所有宏都將會在程序編譯之前被替換為replacement-text。 例如:

#include <iostream>
using namespace std;

#define PI 3.14159

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

    return 0;
}

現在,讓我們測試這段代碼,看看預處理的結果。 假設源代碼文件已經存在,接下來使用-E 選項進行編譯,並把結果重定向到test.p。 現在,如果您查看test.p 文件,將會看到它已經包含大量的信息,而且在文件底部的值被改為如下:

$gcc -E test.cpp > test.p

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

    return 0;
}

函數宏

您可以使用#define 來定義一個帶有參數的宏,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;
}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

The minimum is 30

條件編譯

有幾個指令可以用來有選擇地對部分程序源代碼進行編譯。 這個過程被稱為條件編譯。

條件預處理器的結構與if 選擇結構很像。 請看下面這段預處理器的代碼:

#ifndef NULL
   #define NULL 0
#endif

您可以只在調試時進行編譯,調試開關可以使用一個宏來實現,如下所示:

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

如果在指令#ifdef DEBUG之前已經定義了符號常量DEBUG,則會對程序中的cerr語句進行編譯。 您可以使用#if 0 語句註釋掉程序的一部分,如下所示:

#if 0
   不进行编译的代码
#endif

讓我們嘗試下面的實例:

#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;
}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

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

# 和## 運算符

# 和## 預處理運算符在C++ 和ANSI/ISO C 中都是可用的。 # 運算符會把replacement-text 令牌轉換為用引號引起來的字符串。

請看下面的宏定義:

#include <iostream>
using namespace std;

#define MKSTR( x ) #x

int main ()
{
    cout << MKSTR(HELLO C++) << endl;

    return 0;
}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

HELLO C++

讓我們來看看它是如何工作的。 不難理解,C++ 預處理器把下面這行:

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

轉換成了:

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

## 運算符用於連接兩個令牌。 下面是一個實例:

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

當CONCAT 出現在程序中時,它的參數會被連接起來,並用來取代宏。 例如,程序中CONCAT(HELLO, C++) 會被替換為"HELLO C++",如下面實例所示。

#include <iostream>
using namespace std;

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

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

100

讓我們來看看它是如何工作的。 不難理解,C++ 預處理器把下面這行:

cout << concat(x, y);

轉換成了:

cout << xy;

C++ 中的預定義宏

C++ 提供了下表所示的一些預定義宏:

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。

讓我們看看上述這些宏的實例:

#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;
}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

Value of __LINE__ : 6
Value of __FILE__ : test.cpp
Value of __DATE__ : Feb 28 2011
Value of __TIME__ : 18:52:48