C++预处理器

C++预处理器

C++ 的预处理器（Preprocessor）是一个在编译之前运行的文本处理工具，它主要用于对源代码进行宏替换、文件包含、条件编译等操作。预处理器指令都是以 # 开头的，在真正的编译过程开始前执行。

常用的预处理指令

1. #define：定义宏

#define PI 3.14159
#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))

• 对象宏：将 PI 替换为 3.14159
• 函数宏：可传参，注意加括号避免优先级错误

2. #undef：取消宏定义

#undef PI

取消之前通过 #define 定义的宏。

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3. #include：包含文件

#include <iostream>  // 标准库头文件
#include "myheader.h" // 自定义头文件

• <>：查找系统目录中的头文件
• ""：先在当前目录查找，再查找系统目录

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4. 条件编译：#if、#ifdef、#ifndef、#else、#elif、#endif

示例 1：防止头文件重复包含

#ifndef MY_HEADER_H
#define MY_HEADER_H

// 头文件内容

#endif

常用于防止头文件重复定义。

示例 2：宏控制

#define DEBUG

#ifdef DEBUG
    std::cout << "调试信息" << std::endl;
#endif

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5. #error 和 #pragma

#error：强制报错

#ifndef VERSION
#error "VERSION 未定义"
#endif

#pragma：编译器相关扩展指令

#pragma once

• 作用类似于 include guard，防止头文件重复包含。
• 非标准但几乎所有主流编译器支持。

预处理器的工作流程（编译前）

源文件 main.cpp：

#include <iostream>
#define PI 3.14

int main() {
    std::cout << "PI = " << PI << std::endl;
    return 0;
}

预处理后代码：

// #include 展开 iostream 的内容
// #define PI 替换为 3.14

int main() {
    std::cout << "PI = " << 3.14 << std::endl;
    return 0;
}

调试预处理结果

GCC / Clang：

g++ -E main.cpp -o main.i

-E 表示只运行预处理阶段，输出到 main.i 文件中。

预处理器使用技巧与注意事项

优点

• 条件编译灵活控制平台相关、调试信息
• 宏可简化重复代码
• 支持跨平台编译

注意事项

• 宏不是类型安全的，比如函数宏容易出错
• 宏无作用域，容易污染命名空间
• 能用 const、inline、template 替代宏时，尽量不用宏

现代 C++ 替代方案（推荐）

宏功能	替代方案
#define 常量	const 或 constexpr
#define 宏函数	inline 函数或 template
条件编译	if constexpr（C++17 起）