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 語句注釋掉程序的一部分，如下所示：

#if 0
   不進行編譯的代碼
#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
   /* 這是注釋部分 */
   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：

宏 描述 __LINE__ 這會在程序編譯時包含當前行號。 __FILE__ 這會在程序編譯時包含當前文件名。 __DATE__ 這會包含一個形式為 month/day/year 的字符串，它表示把源文件轉換為目標代碼的日期。 __TIME__ 這會包含一個形式為 hour:minute:second 的字符串，它表示程序被編譯的時間。

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