《学习C++》基本概念之预处理器

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预处理器在C++翻译过程的第三步“预处理令牌序列至令牌序列”中执行。这个过程在真正编译过程之前，产生的预处理结果交由编译器进行编译。

预处理器通过识别一系列的预处理指令（preprocessing directive），进行相应的操作。预处理指令的格式为：以‘#’字符开头，后接标准定义的指令名（directive name），再后接相应的指令参数（argument），最后以换行（line break）结尾。

预处理器根据预处理执行对源文件进行转换变化，预处理指令按能力分类如下：

条件编译（Conditionally Compile）

包括指令：#if, #ifdef, #ifndef, #else, #elif, #elifdef, #endif, #elifndef(自C++23起)

这些指令支持在特定条件下，对某些代码块进行编译（或不进行编译）。结合某些预定义宏，可以完成代码级的跨平台、跨编译器支持，或者一套代码生成多个目标版本（DEBUG/RELEASE），以及其他功能。

替换文本宏（Replace Text Macro）

包括指令：#define, #undef，以及操作符#,

既支持简单的对象宏（Object-like macro）替换展开，也支持函数形式宏（Function-like macro）替换展开（带参数）。两者语法格式如下：

#define identifier replacement-list (optional) #define identifier (parameters ) replacement-list (optional)

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以上将标识符identifier定义为宏，并将之后出现的identifier替换展开为replacement-list（替换列表）中的内容。parameters表示函数形式宏的参数。

自C++20起，引入__VA_OPT__与__VA_ARGS__用于支持变长参数替换。__VA_ARGS__替换为参数列表，__VA_OPT__(content)在参数列表不为空时替换为content内容。

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!#define F(...) f(0 __VA_OPT__(,) __VA_ARGS__) F(a, b, c) // 替换为f(0, a, b, c) F() // 替换为f(0)

在函数形式宏定义的替换列表中，可能需要使用操作符#, 进行文本拼接。

• #操作符：在替换列表中，如果#出现在某个参数前，那么在做此参数的替换时，将替换结果包裹在“”中，从而产生一个字符串常量。

#define STRINGIFY(x) #x STRINGIFY(Hello World) // 替换为"Hello World"

• 操作符：在替换列表中，如果出现在两个参数之间，那么在做此参数的替换时，将替换结果拼接在一起。

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!#define CONCAT(a, b) ab CONCAT(x, y) // 替换为xy

文件包含

包括指令：#include

用于将其他源文件引入当前源文件，引入位置在此预编译指令行之后。一般使用<>包裹标准够文件名，使用“”包裹用户自定义的源文件。

被引入的头文件中常使用条件编译，以免重复包含。

#ifndef FOO_H_INCLUDED /* 这里使用一个与文件名相关的唯一宏 */ #define FOO_H_INCLUDED // 被引入的文件内容 #endif

C++17引入__has_include检测某个头文件是否可以被包含，通常结合#if使用。

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!#if __has_include(<头文件名>) // 头文件存在时的代码 #else // 头文件不存在时的代码 #endif

诊断

包括指令：#error, #warning(自C++23起)

指令后接诊断消息，用于编译过程中输出。#error指令将导致编译过程停止；但#warning指令仅输出消息，编译过程继续。