C 语言中以 # 开头的就是预处理指令，例如 #include 。
预处理指令的用途
所有的预处理指令都会在 GCC 编译过程的预处理步骤解析执行，替换为对应的内容。在下一步编译过程中，看不到任何预处理信息，只需要对独立的程序文件进行操作即可。
预处理指令的类型
- 包含类
#include 头文件
通过 #include 引入的头文件，会在 GCC 编译过程中的预处理步骤进行展开，替换为完整的头文件内容。 - 宏定义类
#define 宏名 宏体
定义的宏在预处理时不进行语法检查，原样替换。等到编译的时候再进行语法检查。宏体如果有多个组成部分时，通常要加括号，防止发生优先级的问题。- 宏变量：支持表达式。例如
#define MY_VAR 3+4，使用的时候如果是这样int i = MY_VAR * 5，会在预处理时替换为int i = 3+4 * 5，最终得到的 i 是23。而#define MY_VAR (3+4)则无次问题 - 宏函数：可以将定义的宏当做函数处理。例如
#define MY_FUN(x) (3+x)，使用int i = MY_FUN(4)*5得到的 i 是 35。
- 宏变量：支持表达式。例如
- 条件编译
#ifdef #ifndef #else #endif - 预定义宏：全部以两个下划线开始和结束，方便调试
- FILE：文件名
- FUNCTION：函数名
- LINE：行号，数值
- DATE：编译的日期
- TIME：编译的时刻
例如，对于这个 C 文件：
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("file is:%s, function is:%s, line is:%d, %s, %s", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, __DATE__, __TIME__);
}
执行结果如下：
file is:define.c, function is:main, line is:5, Jan 19 2019, 15:10:57
宏定义
预处理时，会把所有出现宏名的地方自动替换为对应的宏值。
#define 宏名 宏值
宏定义的规则：
- 宏值中可以有其他宏的名字，预处理时也会被替换，例如：
#define PI 3.14
#define PI2 PI * 2
- 宏值超过一行时，可以用
换行，例如：
#define PRT printf("%f ", PI);
printf("%f", PI2)
- 如果不需要宏值，可以定义无值的宏：
#define DEBUG
- 预定义宏可以在任何地方直接使用。
- 宏定义结尾不能加分号
;，否则会被替换导致异常。
综合示例：
#include <stdio.h>
#define PI 3.14
#define PI2 PI*2
#define PRT printf("%f ", PI);
printf("%f
", PI2)
#define MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
int main()
{
PRT;
printf("%d", MIN(2+3*5, 666));
}
有参数的宏
可以带一个或多个参数。有参数的宏的原则是：
一切地方都有加括号，放在因为运算的优先级导致异常
- 整个宏值要加括号
- 每个参数都有加括号
#include <stdio.h>
#define MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
#define FUN1(a) (a * 5)
#define FUN2(a) (a) * 5
int main()
{
printf("%d
", MIN(2+3*5, 666));
printf("%d
", FUN1(5 + 6)); //5 + 6 * 5 = 35
printf("%d
", 100 / FUN2(5)); //100 / 5 * 5 = 100
}
宏定义的优缺点
- 优点：有参数的宏定义比函数速度快，无参数的宏定义可以在C语言的各个版本中使用。
- 缺点：无法进行参数类型的检查，可能编译通过但运行时报错。
可以使用 inline 内联函数替代有参数的宏定义，速度快的同时还可以检查参数类型。
对于 C99 之后的版本，可以使用常量定义来代替无参数的宏定义：
const double PI 3.14;
条件预处理
通过条件预处理指令，可以在预处理阶段控制要编译的代码，从而实现条件预编译。对编译器来说这个步骤是透明的，它只需要编译所有它看见的代码即可。例如：
#include <stdio.h>
#define DEBUG
int main()
{
#ifdef DEBUG
printf("debug info");// 只有定义了 DEBUG，才会执行这段代码
#endif
printf("hello world
");
return 0;
}
当然，在文件中直接定义宏的话，每次都有修改源文件，不灵活。GCC 提供了一个指定宏定义的选项 gcc -D，例如 gcc -DDEBUG -o build 1.c 会自动在代码中添加一段定义 DEBUG 的指令 #define DEBUG，这样就可以在上面的源代码中删除 #define DEBUG 这一行了。
预处理中 # 和 ## 的区别
在宏体中（宏名中不可以使用）可以使用一个或两个 # 作为前缀。
- #：字符串化，如果需要向宏方法中传字符串参数时可以使用
- ##：连接符号，用于连接字符串和变量
示例：
#include <stdio.h>
#define MY1(x) #x //传入的参数转为字符串
#define MY2(x) day##x //传入的参数自动拼接到 day 后面，例如出入1时为 day1
int main()
{
int day1 = 666;
printf(MY1(abc
)); // 打印 abc 字符串后换行
printf("%d", MY2(1));// 打印 666，即变量 day1
}