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文章目录

一、C 预处理器
二、C 预处理器指令
三、C 预定义宏
四、相关链接

一、C 预处理器

C预处理器（C Preprocessor）是C语言编译器的一个组成部分，它负责在编译过程之前处理源代码。预处理器的主要任务是扫描源代码，对其中的预处理指令进行解释和替换，然后输出一个修改后的源代码文件，这个文件随后会被C编译器处理。

C预处理器指令都以#符号开始，并且必须在每行的开头（前面不能有任何空格或制表符）。下面是一些常见的C预处理器指令：

#include：包含另一个文件的内容。有两种形式：

#include <filename>：从标准库路径中搜索filename文件。
#include "filename"：首先在当前目录或指定的目录中搜索filename文件，如果找不到，再从标准库路径中搜索。

#define：定义一个宏。例如，#define PI 3.14159 会将源代码中所有的PI替换为3.14159。
#undef：取消之前由#define定义的宏。
#if、#elif、#else、#endif：条件编译指令，允许你根据条件包含或排除代码段。
#ifdef、#ifndef：检查某个宏是否已经被定义。
#line：改变编译器的行号和文件名，这在创建报告错误和警告的宏时很有用。
#error 和 #warning：生成编译时错误或警告。
#pragma：这是预处理器的扩展指令，它允许向编译器发送特定的指令，这些指令可能因编译器而异。

预处理器指令在源代码被编译之前执行，并且通常不会生成目标代码。它们主要用于处理代码中的常量和宏定义，以及控制代码中的条件编译。预处理器指令在大型项目中特别有用，因为它们可以帮助组织和管理代码，减少冗余，并允许在不同的编译配置之间切换。

二、C 预处理器指令

C预处理器指令在C语言编程中非常有用，它们允许你在编译前对源代码进行各种处理。以下是一些C预处理器指令的详细代码案例：

1. `#include`

// 使用尖括号包含标准库头文件
#include <stdio.h>

// 使用双引号包含用户定义的头文件
#include "myheader.h"

int main() {
    printf("Hello, World!\n"); // 假设myheader.h中没有任何与此冲突的声明
    return 0;
}

2. `#define` 和 `#undef`

#define PI 3.14159

int main() {
    double circle_area = PI * 5 * 5; // 使用PI宏替换为3.14159
    printf("Circle area is %.2f\n", circle_area);
    
    #undef PI // 取消PI的宏定义
    // 下面的代码会导致编译错误，因为PI已经被undef了
    // double another_area = PI * 3 * 3;
    
    return 0;
}

3. `#if`、`#elif`、`#else` 和 `#endif`

#define DEBUG 1

int main() {
    #if DEBUG
        printf("Debugging is on\n");
    #elif defined(TEST)
        printf("Testing is on\n");
    #else
        printf("Neither debugging nor testing is on\n");
    #endif
    
    return 0;
}

在这个例子中，DEBUG被定义为1，所以程序会输出"Debugging is on"。如果你注释掉#define DEBUG 1并取消注释#define TEST 1，程序会输出"Testing is on"。

4. `#ifdef` 和 `#ifndef`

// 假设没有定义MY_FEATURE

int main() {
    #ifdef MY_FEATURE
        printf("My feature is enabled\n");
    #else
        printf("My feature is disabled\n");
    #endif
    
    #ifndef MY_FEATURE
        printf("Again, my feature is disabled\n");
    #endif
    
    return 0;
}

在这个例子中，因为MY_FEATURE没有被定义，所以两个printf都会执行，分别输出"My feature is disabled"和"Again, my feature is disabled"。

5. `#line`

这个指令通常用于调试目的，允许你改变编译器的行号和文件名。在实际编程中较少直接使用。

6. `#error` 和 `#warning`

#if !(defined(WIN32) || defined(__unix__) || defined(__APPLE__))
    #error Unsupported platform!
#endif

int main() {
    // ...
    return 0;
}

在这个例子中，如果代码不是在Windows、Unix或Apple平台上编译的，预处理器会生成一个错误消息"Unsupported platform!"。

7. `#pragma`

#pragma指令是特定于编译器的，用于提供编译器的特定指令。例如，在某些编译器中，你可以使用#pragma once来确保头文件只被包含一次。

// myheader.h
#pragma once
// ... 其余的头文件内容

注意：#pragma once并不是C语言标准的一部分，但它在许多现代编译器中都被支持。在编写跨平台代码时，你应该避免依赖非标准的预处理器指令。

三、C 预定义宏

C语言预处理器提供了一些预定义的宏，这些宏在编译时总是可用的，而无需显式地定义它们。这些预定义宏通常用于获取关于编译器和编译环境的信息。下面是一些常见的C预定义宏及其详细代码案例：

1. `LINE`

这个宏被预处理器替换为当前源代码行号（十进制整数）。

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("This is line %d\n", __LINE__);
    printf("This is line %d\n", __LINE__ + 1); // 下一行
    return 0;
}

2. `FILE`

这个宏被预处理器替换为当前源代码文件的名称（带路径或不带路径，取决于编译器）。

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("This file is %s\n", __FILE__);
    return 0;
}

3. `DATE`

这个宏被预处理器替换为编译时的日期，格式为 “Day Mon DD HH:MM:SS YYYY\n”。

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Compilation date: %s", __DATE__);
    return 0;
}

4. `TIME`

这个宏被预处理器替换为编译时的时间，格式为 “HH:MM:SS”。

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Compilation time: %s", __TIME__);
    return 0;
}

5. `STDC`

如果编译器遵循C语言标准，此宏被设置为1。否则，它未定义。

#include <stdio.h>

int main() {
    #if __STDC__
        printf("This is a C Standard compliant compiler\n");
    #else
        printf("This is not a C Standard compliant compiler\n");
    #endif
    return 0;
}

6. `__STDC_VERSION__`

如果编译器遵循C99或更新的标准，此宏将被设置为一个表示C标准版本的整数。例如，对于C99，它是199901L。如果不支持C99或更新的标准，此宏可能未定义。

#include <stdio.h>

int main() {
    #if defined(__STDC_VERSION__) && __STDC_VERSION__ >= 199901L
        printf("This compiler supports C99 or newer\n");
    #else
        printf("This compiler does not support C99 or newer\n");
    #endif
    return 0;
}