C++学习笔记----10、模块、头文件及各种主题（二）---- 预处理指令

使用#include预处理指令来包含头文件的内容。还有一些预处理指令。下面列表展示了一些常用的预处理指令：

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| 预处理指令 | 功能 | 通用场景 |
| #include $file$ | $file$ 文件名的内容插入到指令位置的代码中 | 几乎总是用于包含头文件以便代码可以使用定义在其它地方的功能 |
| #define $id$ $value$ | 每个标识符 $id$ 出现的地方都用 $value$ 替换 | 常用于C定义常数或宏。c++对于常数与大部分类型的宏提供了更好的方法。宏可能会危险，所以要小心使用。 |
| #undef $id$ | 使前面使用#define定义的 $id$ 失效 | 如果定义的标识符只要求在限定范围的代码中使用。 |
| #if $expression$ #elif $expression$ #else #endif | 基于给定表达式的结果有条件包含代码块 | 常用于提供特定平台的特定代码 |
| #ifdef $id$ #endif #ifndef $id$ #endif | 基于特定标识符是否使用#define定义有条件地包含代码。#ifdef $id$ 与#if defined(id)等价，#ifndef $id$ 与#if !defined(id)等价 | 最常用于保护循环包含。以#ifndef开头的头文件检查是否有标识符的定义，接着用#define指令定义该标识符。头文件以#endif结束。这防止文件被包含多次。 |
| #elifdef $id$ #elifndef $id$ | #elifdef $id$ 与#elif defined(id)等价，#elifndef $id$ 与#elif !defined(id)等价 | 其它功能的缩写。 |
| #pragma $xyz$ | 控制特定编译器的行为。 $xyz$ 是编译器依赖的。大部分编译器支持once来防止头文件包含多次 | |
| #error $message$ | 使编译以给定的信息停止。 | 如果用户想在不支持的平台上编译代码，可用于停止编译。 |
| #warning $message$ | 使编译器发出给定警告信息，但是编译继续。 | 在不影响编译结果的情况下用于显示警告给用户。 |

1、预处理宏

可以使用C++预处理指令书写宏，看起来像小函数。举例如下：

cpp 复制代码

#define SQUARE(x) ((x) * (x)) // No semicolon after the macro definition!

int main()
{
    println("{}", SQUARE(5));
}

宏是C的产物，与inline函数很像，但是不进行类型检查，预处理只是单纯地将对其的调用进行替换。预处理器不执行真实的函数调用语法检查。这种行为可能产生不可预知的结果。例如，考虑如果用2+3而不是5来调用SQUARE宏会发生什么，像这样：

cpp 复制代码

println("{}", SQUARE(2 + 3));

你想让SQUARE计算出25，它确实这么做了。然而，如果你漏掉了宏定义中的一些括号，看起来像这样？

cpp 复制代码

#define SQUARE(x) (x * x)

现在对SQUARE（2+3）的调用生成了11，而不是25！记住宏只是单纯地替换而不进行函数调用语法的检查。这就意味着宏体中的x被替换为了2+3，变成如下的语句：

cpp 复制代码

println("{}", (2 + 3 * 2 + 3));

遵守运算的优先级顺序，这行代码行执行乘法，接着是加法，生成11而不是25！

宏也有性能影响。假定调用SQUARE宏如下：

cpp 复制代码

println("{}", SQUARE(veryExpensiveFunctionCallToComputeNumber()));

预处理器替换如下：

cpp 复制代码

println("{}", ((veryExpensiveFunctionCallToComputeNumber()) *
(veryExpensiveFunctionCallToComputeNumber())));

现在调用了昂贵的函数两次--另一个避免使用宏的原因。

宏在排错时也会出问题，因为你写的代码不是编译器看到的代码，或者说是在debugger中显示的代码（因为预处理器的查找替换行为）。由于这些原因，应该避免使用宏，要使用内联函数。讲这么多就是因为确实有一些代码还在使用宏。需要理解、阅读并维护这样的代码。

注意：大部分编译器可以输出预处理源码到文件或标准输出。可以使用这个我来观察预处理器怎么预处理你的代码。例如，在微软Visual C++中可以使用/P开关。GCC中使用-E开关。