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Java转C之C/C++ 的宏定义和预处理

news 来源：原创 2025/6/27 19:07:01

C/C++ 宏定义和预处理总结

C/C++ 的宏定义和预处理器是在编译前执行的一系列文本处理操作，用于包含文件、定义常量、条件编译和控制编译器行为。以下是全面总结，涵盖各种知识点、注意事项以及示例。

表1：C/C++ 预处理指令和功能

预处理指令功能描述示例代码详细说明
#include包含头文件或其他文件#include <stdio.h>
#include "myheader.h"		<...> 表示系统路径查找，"..." 表示先在当前目录查找文件，再到系统路径查找。
#define定义宏，用于文本替换#define PI 3.14159
#define SQUARE(x) ((x) * (x))		简单宏：如 PI 替换为 3.14159。
函数宏：参数替换时用括号防止优先级错误。
#undef取消宏定义#define DEBUG
#undef DEBUG		取消宏定义后，DEBUG 不再被替换。
#ifdef条件编译：检查宏是否已定义#ifdef DEBUG
printf("Debug ON\n");
#endif		如果 DEBUG 已定义，则执行代码块。
#ifndef条件编译：检查宏是否未定义#ifndef RELEASE
printf("Release mode disabled\n");
#endif		如果 RELEASE 未定义，则执行代码块。
#if / #elif / #else / #endif条件编译，支持复杂判断和多分支代码#if VALUE > 5
printf("Value > 5\n");
#else
printf("Value <= 5\n");
#endif		根据条件编译特定代码分支。
#pragma控制编译器行为#pragma once
#pragma warning(disable:4996)		#pragma once 避免重复包含头文件。
#pragma warning 控制特定警告。
#error抛出编译错误信息并终止编译#ifndef CONFIG
#error "CONFIG is not defined"
#endif		如果未定义 CONFIG，则报错并终止编译。
#line更改代码行号和文件名#line 100 "custom_file.c"用于调试，改变预处理器认为的文件名和行号。
# 操作符将宏参数转换为字符串#define STRINGIFY(x) #x
printf(STRINGIFY(Hello)); // 输出 "Hello"		参数 x 被转为字符串字面量。
## 操作符拼接宏参数，连接两个宏参数#define CONCAT(x, y) x##y
int CONCAT(var, 1) = 10; // 等效 int var1 = 10;		## 拼接参数，用于生成变量名、函数名等。
__VA_ARGS__处理可变参数宏#define LOG(fmt, ...) printf(fmt, __VA_ARGS__)可变参数宏 允许接收不定数量的参数。
预定义宏提供编译相关的文件、行号、日期、时间信息printf("File: %s, Line: %d", __FILE__, __LINE__);- __FILE__：当前文件名
- __LINE__：当前行号
- __DATE__：编译日期
- __TIME__：编译时间

表2：C/C++ 宏的分类和特点

宏类型描述示例注意事项
简单宏替换常量值#define PI 3.14无类型检查，所有出现的 PI 都直接替换为 3.14。
函数宏替代简单函数的实现#define SQUARE(x) ((x) * (x))
printf("%d", SQUARE(5));		使用括号保护参数，防止运算符优先级错误。
条件宏根据宏定义值决定是否替换#if defined(WIN32)
#define OS "Windows"
#endif		多平台代码适配时非常有用。
多行宏使用 \ 将宏定义分成多行#define LOG(level, msg) \\\n printf("[%s]: %s\\n", level, msg)\\\n 必须紧跟行尾，不能有多余空格或字符。
可变参数宏接受不定数量的参数#define PRINT(fmt, ...) printf(fmt, __VA_ARGS__)必须使用 __VA_ARGS__ 捕获所有剩余参数。
递归宏宏可以嵌套引用#define X 10
#define Y X+5
printf("%d", Y);		避免循环定义，如 #define X Y 和 #define Y X，会导致编译器报错。
预定义宏提供编译信息printf("File: %s, Line: %d, Date: %s", __FILE__, __LINE__, __DATE__);无需定义，编译器自动提供。

示例与讲解

示例1：简单宏和函数宏
#include <stdio.h>
#define PI 3.14159
#define AREA(r) (PI * (r) * (r))int main() {float radius = 5.0;printf("Circle area: %.2f\n", AREA(radius));return 0;
}

输出：

Circle area: 78.54

说明：

  • PI 被替换为 3.14159。
  • AREA(radius) 被替换为 (3.14159 * (radius) * (radius))，括号确保运算优先级正确。
示例2：条件编译
#include <stdio.h>
#define DEBUGint main() {
#ifdef DEBUGprintf("Debug mode enabled\n");
#elseprintf("Debug mode disabled\n");
#endifreturn 0;
}

输出：

Debug mode enabled

说明：

  • 如果定义了 DEBUG，则执行 printf("Debug mode enabled\n");。
  • 如果未定义 DEBUG，则执行 printf("Debug mode disabled\n");。
示例3：多行宏
#include <stdio.h>
#define LOG(level, msg) \printf("[%s]: %s\n", level, msg)int main() {LOG("INFO", "Application started");LOG("ERROR", "An error occurred");return 0;
}

输出：

[INFO]: Application started
[ERROR]: An error occurred

说明：

  • 使用 \ 将宏定义分成多行，宏展开后替换为单行代码。
示例4：预定义宏
#include <stdio.h>int main() {printf("File: %s\n", __FILE__);printf("Line: %d\n", __LINE__);printf("Date: %s\n", __DATE__);printf("Time: %s\n", __TIME__);return 0;
}

输出：

File: example.c
Line: 5
Date: Dec 13 2024
Time: 12:00:00

说明：

  • __FILE__ 提供当前文件名。
  • __LINE__ 提供当前行号。
  • __DATE__ 和 __TIME__ 提供编译日期和时间。
示例5：可变参数宏
#include <stdio.h>
#define PRINT(fmt, ...) printf(fmt, __VA_ARGS__)int main() {PRINT("Name: %s, Age: %d\n", "Alice", 30);return 0;
}

输出：

Name: Alice, Age: 30

说明：

  • __VA_ARGS__ 捕获所有额外参数。
  • PRINT(fmt, ...) 展开为 printf(fmt, __VA_ARGS__)。

注意事项

  1. 宏仅是文本替换：

    • 宏在预处理阶段执行纯文本替换，没有类型检查和作用域限制。

  2. 尽量减少宏的滥用：

    • 使用 inline 函数替代函数宏，避免潜在的调试困难。
    • 使用 const 或 constexpr 替代简单宏定义，提供更强的类型和范围控制。

  3. 防止宏替换错误：

    • 在宏中使用括号保护参数，防止运算符优先级问题。
    • 避免循环宏定义，可能导致编译器报错。

通过以上表格和示例，C/C++ 的宏定义和预处理功能全面详解，确保知识点完整且代码清晰易懂，可用于快速查询和实践。

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以下是一个详细的从在 Kubernetes 集群中部署 Filebeat&#xff0c;到实现按web-oper、web-api微服务分离日志并存储到不同索引的完整方案&#xff1a; 理解需求&#xff1a;按服务分离日志索引 在 Kubernetes 集群中&#xff0c;有web-oper和web-api两种微服务&#xff0c;希…...

编程日记 2025/6/26 6:32:16

linux常用命令（cd、ls）

命令cd cd 是 Linux 系统中用于改变当前工作目录的命令。它是 "change directory" 的缩写。以下是关于 cd 命令的详细解释和使用方法&#xff1a; 基本用法 cd [目录路径]&#xff1a;将当前工作目录切换到指定的目录路径。 常用选项与示例 ‌1、切换到指定目录 …...

编程日记 2025/6/25 7:14:23

Java实现一个带头节点的单链表

什么是单链表&#xff1f; 单链表是一种基础的数据结构&#xff0c;其中每个节点都包含两部分&#xff1a; 数据域&#xff1a;存储节点数据。指针域&#xff1a;存储指向下一个节点的引用。 为什么使用头节点&#xff1f; 头节点的存在简化了操作逻辑&#xff1a; 统一操作…...

编程日记 2025/6/25 23:27:54

代码随想录-算法训练营-番外(图论01:图论理论基础,所有可到达的路径)

day01 图论part01 今日任务:图论理论基础/所有可到达的路径 代码随想录图论视频部分还没更新 https://programmercarl.com/kamacoder/图论理论基础.html#图的基本概念 day01 所有可达路径 邻接矩阵 import java.util.Scanner;import java.util.List;import java.util.ArrayL…...

编程日记 2025/6/26 7:45:19