C/C++学习笔记：预处理命令

预处理命令

以 #号开头的命令称为预处理命令；在编译之前对源文件进行简单加工的过程，就称为 预处理（即预先处理、提前处理）。

如

#include  //引入头文件
#define MAX 100    //宏定义

例子#if, #elif, #else, #endif

文件包含命令#include用法

C语言开发者们编写了很多常用函数，并分门别类的放在了不同的文件，这些文件就称为头文件（header file）。每个头文件中都包含了若干个功能类似的函数，调用某个函数时，要引入对应的头文件，否则编译器找不到函数。

实际上，头文件往往只包含类的声明和函数的声明，也就是告诉我们类和函数怎么用，而函数定义可以保存在其他文件中，在链接时才会找到。

头文件写法示例

头文件 .h 尽量包含类、变量和函数的声明，不包含定义；其他源文件 .cpp包含函数和变量的定义；主程序源文件 main.c 包含主函数。

例子：

ROS/C++创建自己的类库（头文件和源文件）

引入头文件使用#include命令，并将文件名放在< >中，#include 和 < > 之间可以有空格，也可以没有。

头文件以.h为后缀（新的C++标准库无后缀），而C语言代码文件以.c为后缀，它们都是文本文件，没有本质上的区别，#include 命令的作用也仅仅是将头文件中的文本复制到当前文件，然后和当前文件一起编译。你可以尝试将头文件中的内容复制到当前文件，那样也可以不引入头文件。

#include 的用法有两种，如下所示：

#include 
#include "myHeader.h"

使用尖括号< >和双引号" "的区别在于头文件的搜索路径不同：

• 使用尖括号< >，编译器会到系统路径下查找头文件；
• 而使用双引号" "，编译器首先在当前目录下查找头文件，如果没有找到，再到系统路径下查找。

也就是说，使用双引号比使用尖括号多了一个查找路径，它的功能更为强大。

前面我们一直使用尖括号来引入标准头文件，现在我们也可以使用双引号了，如下所示：

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"

stdio.h 和 stdlib.h 都是标准头文件，它们存放于系统路径下，所以使用尖括号和双引号都能够成功引入；而我们自己编写的头文件，一般存放于当前项目的路径下，所以不能使用尖括号，只能使用双引号。

建议：使用尖括号来引入标准头文件，使用双引号来引入自定义头文件（自己编写的头文件），这样一眼就能看出头文件的区别

宏定义命令 #define

宏调用只是简单的字符串替换

#define 叫做宏定义命令，它也是C语言预处理命令的一种。所谓宏定义，就是用一个标识符来表示一个字符串(广义，可以是数字、表达式、if 语句、函数等)，如果在后面的代码中出现了该标识符，那么就全部替换成指定的字符串。

常见用法

#define  宏名  字符串
//如
#define N 100
#define M (n*n+3*n)  //一定要带括号，且后面没有分号

1. 宏定义必须写在函数之外，其作用域为宏定义命令起到源程序结束。如要终止其作用域可使用#undef命令。

   #define PI 3.14159
   int main(){
       // Code
       return 0;
   }
   #undef PI
   void func(){
       // Code
   }
   

   表示 PI 只在 main() 函数中有效，在 func() 中无效。

2. 宏定义允许嵌套，在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名，在宏展开时由预处理程序层层代换。例如：

   #define PI 3.1415926
   #define S PI*y*y    /* PI是已定义的宏名*/
   

   对语句：

   printf("%f", S);
   

   在宏代换后变为：

   printf("%f", 3.1415926*y*y);
   

3. 习惯上宏名用大写字母表示，以便于与变量区别。但也允许用小写字母

4. 宏定义可带参数**（用起来很复杂，容易出错），不建议使用**

   在宏定义中的参数称为“形式参数”，在宏调用中的参数称为“实际参数”，这点和函数有些类似。

   对带参数的宏，在展开过程中不仅要进行字符串替换，还要用实参去替换形参。

   对于带参宏定义不仅要在参数两侧加括号，还应该在整个字符串外加括号。

   #define M(y) ((y)*(y)+3*(y))  //宏定义
   // TODO:
   k=M(5);  //宏调用
   

   在宏展开时，用实参 5 去代替形参 y，经预处理程序展开后的语句为k=5*5+3*5。

5. 宏调用只是简单的字符串替换

   #define M1(x) x*x+2*x
   #define M2(x) (x)*(x)+2*(x)
   #define M3(x) ((x)*(x)+2*(x))
   

   在以下运算中有不同的结果

   int a;
   M1(a+1)=a+1*a+1+2*a+1=4*a+2;
   M2(a+1)=(a+1)*(a+1)+2*(a+1)=a*a+4*a+3;
   
   100/M2(a+1)=100/(a+1)*(a+1)+2*(a+1);
   100/M3(a+1)=100/((a+1)*(a+1)+2*(a+1));
   

条件编译#if、#ifdef、#ifndef

能够根据不同情况编译不同代码、产生不同目标文件的机制，称为条件编译.（属于预处理步骤）

http://c.biancheng.net/view/1986.html

☆预处理总结☆

预处理指令是以#号开头的代码行，# 号必须是该行除了任何空白字符外的第一个字符。# 后是指令关键字，在关键字和 # 号之间允许存在任意个数的空白字符，整行语句构成了一条预处理指令，该指令将在编译器进行编译之前对源代码做某些转换。

下面是本章涉及到的部分预处理指令：

指令	说明
#	空指令，无任何效果
#include	包含一个源代码文件
#define	定义宏
#undef	取消已定义的宏
#if	如果给定条件为真，则编译下面代码
#ifdef	如果宏已经定义，则编译下面代码
#ifndef	如果宏没有定义，则编译下面代码
#elif	如果前面的#if给定条件不为真，当前条件为真，则编译下面代码
#endif	结束一个#if……#else条件编译块

预处理功能是C语言特有的功能，它是在对源程序正式编译前由预处理程序完成的，程序员在程序中用预处理命令来调用这些功能。

宏定义可以带有参数，宏调用时是以实参代换形参，而不是“值传送”。

为了避免宏代换时发生错误，宏定义中的字符串应加括号，字符串中出现的形式参数两边也应加括号。

文件包含是预处理的一个重要功能，它可用来把多个源文件连接成一个源文件进行编译，结果将生成一个目标文件。

条件编译允许只编译源程序中满足条件的程序段，使生成的目标程序较短，从而减少了内存的开销并提高了程序的效率。

使用预处理功能便于程序的修改、阅读、移植和调试，也便于实现模块化程序设计。