细说C/C++中的宏(Macro)和宏替换

宏(Macro)，在C/C++中，是一个颇有争议的话题。在以前的老代码中，我们总是可以看到很多使用得很巧妙的宏，而在大多数的C++教材中，宏的使用都是不被推荐的，因为宏的使用比较容易产生BUG，这些BUG是由一些宏的边界效应(Side effect)所导致，而且这些BUG在调试的过程中都是很难发现的。到底该不该用宏？我的观点是，并不是因为它容易产生BUG就不用它，一定要学会如何用宏、何时用宏。很多时候，巧妙的使用宏，一方面可以减少代码量，一方面还可以提高代码效率。所以，我们现在要做的就是深入、全面了解宏相关的内容，只有充分的掌握了它，才会用好它！

1. 预处理命令（Preprocessor commands)

（1） #define 用来定义一个预处理宏，编译时直接替换

#define  PI  3.1415926

在代码中所有出现PI 的地方，都被替换为3.1415926，只是简单的替换，不做任何类型检查，因此，使用者必须确保类型的正确性。
（2）#undef 用来取消已经定义过的一个宏

#undef PI

如果在之前定义过PI，那么，在当前文件中从上面这行代码开始，以及包含上面这行代码所在文件的所有文件中，PI都不再代表3.1415926
（3）#include 用来引入一个要包含的文件

#include

在当前文件中引入stdio.h这个文件。
（4）#if… #endif , #if…#else…#endif, #if…#elif…#else…#endif, 几种条件宏定义的方式，只有在指定的条件成立时才引入该条件块中的预编译语句。这些条件宏定义语句，常和defined搭配在一起使用，但没有必要一定要使用defined。

#if  defined(__DEBUG__)
#  define Msg(msg) printf("%s\n", msg)
#else
#  define Msg(msg)
#endif

上面的语句，只有在__DEBUG__宏定义的时候，Msg才会输出指定的字串信息。
另一种比较常的用法是，用条件语句来注释代码：

#if 0
printf("This is commented\n");
#endif

这样，在该条件语句块中的语句都将不会被执行。
（5）#ifdef…#endif, #ifdef…#else…#endif, #ifndef…#endif, #ifndef…#else…#endif. 这些条件宏定义的用法，和（4）中提到的条件宏与defined搭配在一起的用法差不多。

#ifdef _WIN32
#  define STRNCASECMP _strnicmp
#else
#  define STRNCASECMP strncasecmp
#endif

上面的宏，定义了一个可跨平台的字符串比较函数，在windows平台上用_strnicmp()实现，在unix上用strncasecmp()实现。
（6）#，字符串替换，把跟在其后面的内容按字符串进行替换。

#define PUTS(s) printf("%s\n", #s)

使用上面的宏，PUTS(a)的替换结果就是

printf("%s\n",  "a")

（7）#@，字符替换，把跟在其后面的内容按字符进行替换。

#define PUT(c) printf("%c\n", #@c)

使用上面的宏，PUT(a)的替换结果就是

printf("%c\n", 'c')

（8）##，将两侧的两个token, 连接成为一个。

#define DEFINE_SETTER(name, type, member) \
    void Set##name(const type &amp; arg) \
    { \
        member = arg; \
    }

DEFINE_SETTER(Age, int, m_nAge)，相当于定义了一个这样的函数：

void SetAge(const int &amp; arg)
{
    m_nAge = arg;
}

在成员变量很多的类中，为了保证比较好封装性，我们假定每个成员变量都是private的。这样我们就需要为每个成员实现对应的Setter和Getter，如果一个个去写，会有看上去很相似的函数，有很大的重复性的工作。此时，便可采用上面的宏的方式，一行搞定一个，看上去就代码比较简洁了。
（10）#error用来输出编译时的一些出错信息。
下面是一个名为Test.cpp的文件：

#include 
 
#define SIZE 129
 
#if (SIZE % 128) != 0
#error "SIZE must be a multiple of 128!"
#endif
 
int main()
{
}

对Test.cpp用 g++ -c Test.cpp命令编译，会得到如下错误信息：
Test.cpp:6:2: error: #error “SIZE must be a multiple of 128!”
（11）#line 用来暗示编译器，当前代码的这一行是由用户写的代码中某个文件中的某一行生成的。

（12）#pragma 用来给编译器指定与实现相关的一些信息,在所有的预处理命令中，#pragma是最为复杂的，下面对其进行比较详细的说明：
#pragma的使得语法为： #pragma para，其中para为其参数，下面介绍一些常用的参数。

A. #pragma message(“text”) 在编译信息输出窗口中输出text信息

B. #pragma once 只要在头文件的最开始加入这条指令就能够保证头文件被编译一次，这条指令实际上在VC6中就已经有了，
但是考虑到兼容性并没有太多的使用它。

C. #pragma hdrstop 表示预编译头文件到此为止，后面的头文件不进行预编译。

D. #pragma resource “*.dfm” 表示把*.dfm文件中的资源加入工程。*.dfm中包括窗体外观的定义。

E. #pragma warning( disable: 4507 34; once: 4385; error: 164 )，
等价于：
#pragma warning( disable: 4507 34 ) // 不显示4507和34号警告信息

#pragma warning( once: 4385 ) // 4385号警告信息仅报告一次

#pragma warning( error: 164 ) // 把164号警告信息作为一个错误。

F. #pragma comment(…) 该指令将一个注释记录放入一个对象文件或可执行文件中。

常用的lib关键字，可以帮我们连入一个库文件。如： #pragma comment(lib, “comctl32.lib”)

G. #pragma pack( [ n ] ) 该指令指定结构和联合成员的紧凑对齐。

当使用#pragma pack ( n ) 时, 这里n 为1、2、4、8 或16。当使用#pragma pack时，按缺省设置进行对齐。

还有一种加强型语法：#pragma pack( [ [ { push | pop } , ] [ identifier, ] ] [ n] )

2.预定义的宏（Predefined Macros)

（1）__LINE__ 当前代码行的行号(整数)

（2）__FILE__ 当前代码所在的文件的文件名（字符串)

（3）__TIME__ 当前时间（hh:mm:ss）

（4）__DATE__ 当前日期（Mmm dd yyyy）

（5）__STDC__ 如果编译器的实现兼容ISO C，那么，该宏被定义为常量1

（6）__STDC_VERSION__ C89:199409L; C99:199901L, otherwise, not defined

（7）__cplusplus C++编译器会预定义这个宏，在标准C++中，它的值是版本号

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