预处理

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基础

预处理以#开头，到其后第一个换行符为止。也就是说，预处理的指令仅限一行。但可以使用反斜杠(\)和换行符将多个物理行，合成一个逻辑行。如:

#define TEST "tetafa\
fdafa"

那么在实际使用中TEST的值是：tetafafdafa。

预处理指令可出现在源文件的任何地方，指令定义的作用域从定义出现的位置开始一直到文件的结尾。

#define

基础

每一个#define行(逻辑行)由三部分组成。第一部分#define自身，第二部分为定义的缩略语，这些缩略语被称为宏，宏名中不允许有空格；第三部分为主体，即宏要替换的部分。从宏变成最终的主体，称为宏展开。

宏可以表示任何字符串，也可以表示整个表达式。但预处理器不进行计算，只是按照指令进行文字替换。如下：

#define TEST 2+2
int main(int argc, const char * argv[]) {
    printf("%d",TEST * 4);
}

使用宏替换后的计算式为2+2*4=10，而不是(2+2)*4=16。记住：宏只负责进行替换，不会在替换过程中进行任何计算。

宏函数

通过使用参数，可以创建外形和作用都与函数相似的函数宏。宏的参数也使用括号括起来，可以用圆括号括起一个或多个参数，随后这些参数出现在宏的主体部分。

#define TEST(x,y) x+y
#define PRD(x) printf("x = %d\n",x)
int main(int argc, const char * argv[]) {
    int x = 5;
    PRD(TEST(x, 6));//x = 11
}

会将PRD，TEST进行替换，也就相当于printf("x = %d\n",x+6);。而且在宏中不要使用自增或自减运算符。

在上面中，PRD(x)并没有将字符串中的x进行替换。如果想在字符串在使用宏参数，可以使用#符号。例如x是一个宏参数，那么#x可以把参数名转化为相应的字符串。如下：

#define PRD(x) printf(#x" = %d\n",x)
int main(int argc, const char * argv[]) {
    int x = 5;
    int y = 3;
    PRD(x+y);//x+y = 8
}

首先将参数名转成为字符串，即将x+y转换成"x+y"，那么printf(#x" = %d\n",x)将被转换为printf("x+y"" = %d\n",x+y)，最后就成了printf("x+y = %d\n",x+y)，所以输出为x+y = 8。

##

将两个符号组合成一个符号。例如：

#define PRD(n) printf("x"#n"=%d\n",x##n)
int main(int argc, const char * argv[]) {
    int x1 = 3;
    PRD(1);//x1=3
}

首先因为参数为1，所以printf()的第一个参数将会变成x1 = %d\n。而##会将x与n组合成一个，这里的n是1，所以结合之后就是x1。故PRD(1)就相当于printf("x1=%d\n",x1);。

可变宏

有些函数的参数个数是可变的，也可将宏函数的参数个数设置为可变的。方法为：宏定义中的参数列表的最后一个参数为省略号，主体部分用__VA_ARGS__代替。如下：

#define PRD(n,...) printf("%s,%d\n",__VA_ARGS__,n);
int main(int argc, const char * argv[]) {
    PRD(1,"main");//main,1
}

定义宏参数列表时使用了...，在替换部分用的是__VA_ARGS__。

#include与头文件

引用头文件，并将头文件中的内容替换源代码中的#include指令。有两种指令形式：<>告诉预处理器在一个或多个系统目录中寻找文件；""告诉预处理器先在当前目录中寻找文件，然后在标准系统目录中寻找。

#include中可以指定路径：如include "/user/biff/bi.h"就是搜索/user/biff目录。

头文件内容最常见的形式包括：

1，常量。

2，宏函数。

3，函数声明。将函数声明写在头文件中，函数实现放在.c文件中。

4，结构体的定义。

5，类型定义。使用typedef将一些复杂类型进行定义别名。

6，将各个文件共享的外部变量声明在头文件中，省去别的文件写extern。例如有A,B两个文件，都共享一个变量intC，并且一方修改对另一方也可见。可以将C定义在A或B中，然后在一头文件中定义extern int C，并在B或A中引入该头文件即可。如果还有别的文件需要使用变量C，可直接引用头文件。

7，将多个文件具有，但被const修饰，内部链接和文本作用域定义在头文件中。比如BASE_URL是多个文件需要的变量，且不可修改。那么可以在一个头文件中将它定义成static const的变量，使用该变量的各个文件直接include这个头文件即可。因为使用了static修饰，每个包含该头文件的文件都获得了一份该常量的副本。

#undef

用于取消一个由#define定义的宏。如#define LIMIT此时LIMIT被定义了，不能再使用LIMIT指代别的。#undef LIMIT会取消LIMIT的定义，此时就可以使用LIMIT指代别的。

#undef只能取消由#define定义的宏名，不能取消变量。如下：

#define CSIZE 4  //首先对CSIZE进行定义
#undef CSIZE     //取消对CSIZE的定义
#define CSIZE "HAHAHAH" //将CSIZE定义成别的值
void test() {
	printf("%s\n", CSIZE);//输出的就是：HAHAHAH
}

从这里也可以看出：#define的作用域从定义行开始，到#undef或文件结尾结束(哪个先出现以哪个为准)。

#indef,#ifndef，#else和#endif

这些指令告诉编译器，根据编译时的条件接受或忽略某些代码块。

#ifdef：如果预处理器已经定义了后面的标识符(即使用了#define)，那么就会编译执行#ifdef与#else或#endif(两者谁先出现为谁为准)之间的代码。

#else：#ifdef不满足时会编译执行#else与#endif之间的代码。但它不是必须的。

#endif：结束整个条件编译，它是必须存在的。

这三个预指令类似于if else语句，但由于预处理器不能识别标识代码块的{}，所以必须使用#endif和#esle来标识代码块。如：

#define CSIZE "#defind了"
//#undef CSIZE
void test() {
	int a = 1;
	//#ifdef a  此时a是没有定义的，因为#ifdef只识别#define定义的标识符
#ifdef CSIZE
	puts("defined");
#else
	puts("undef");
#endif
}

上述代码中，会输出defined。如果前#undef CSIZE的注释给除掉，就会输出undef。如果将#ifdef CSIZE换成#ifdef a，也会输出undef。

因为#ifdef只接受#define定义的标识符，并不能识别变量。

#ifndef：与#ifdef类似，但它用来判断后面的标识符是否为未定义的。同样可以与#else,#endif连用。使用该预处理指令可以防止对同一个宏进行重复定义。例如：

#ifndef CSIZE
#define CSIZE "no def"
#endif

首先判断CSIZE是否未定义，如果未定义就将它定义成no def。

#if与#elif

#if更类似于常规的if else语句(#ifdef #else #endif只是执行过程类似)，它可以将常量表达式做为判断条件，不单单是判断这个标识符是否定义过，还可以判断这个标签符定义的值。

#elif：就是if else中的else。而且，它们也需要与#endif连用。如：

#define A 1//代码二
void test() {
#if A == 1   //代码一
	puts("a 1");
#elif A == 2
	puts("a 2");
#else
	puts("a default");
#endif
}

因为A的值是1，所以在代码一处判断是成立的，就会输出a 1。如果将A的值改为2，那么输出的就会是a 2。如果a的值没有定义，或者值不是1、2则会输出a default。

由上面可以看出#if与#ifdef的区别：#ifdef只判断标识符是否定义过，不管定义的值是多少。而#if可以根据标识符的值选择不同的操作。

由于它们都是预处理器进行处理的，所以只能识别由#define定义的宏，而不能识别变量。

预定义宏

__LINE__：当前语句在文件中的行号。

__FILE__：当前文件的全路径。

__TIME__：当前的时间。格式为13:23:12，即hh:mm:ss。

__DATE__：当前的日期。格式为：Apr 20 2016

__func_：当前的函数名。

#line

重置由__LINE__和__FILE__指定的行号和文件名。其中指定行号时，是指定下一行的行号，而不是本行的行号。如：

#line 200 "xxx.txt"
#line 300
	printf("%d,%s",__LINE__,__FILE__);//300,xxx.txt

第二行中将下一行的行号置为了300，所以__LINE__代表的值是300；第一行将名置为xxx.txt，所以输出__FILE__时值为xxx.txt。