宏定义、预处理指令

预处理是在编译之前的处理，C 语言预处理器执行宏替换、条件编译和文件包含。通常采用以“#”为行首的提示。下面是 C 语言预处理的应用场合：

三字母词

C 源程序的字符集被包含在 7 位的 ASCII 字符集中，但是它是 ISO 646-1983 Invariant Code Set 的超集。为了让程序可以在缩减集（reduced set）中呈现出来，下面的三字母词（Trigraph Sequences）会被替换成相应的单字符。

替换发生在任何其他处理之前。

例如：如果你尝试打印字符串"what??!"

printf("what??!\n");

会得到字符串"what|"。

注意：由于编译器对 ANSI C 的支持不一样，有些编译器会把三字母词当普通字符处理，你需要给编译选项加上“-trigraphs”

行拼接

以反斜杠 \ 结尾的行会把该行和下一行拼接成一行（预处理器做的工作就是把该反斜杠 \ 和接着的换行字符 \n 删除）。

因此，我们把反斜杠 \ 称为续行符。

例如你可以这样写

/\
* This is a legal 
  multi-line comment. *\
/

宏定义和展开

简单宏展开

简单宏替换使程序中能用一个标识符来表示一个单词串，指令形式为：

#define 标识符 单词串

标识符（称为宏名）被定义为后面的单词串；单词串（简称串）是任意以换行结束的用于替换程序中该标识符的正文。如果串太长需要写成多行，则除了最后一行外每一行末尾都要有一个续行符（即添加一个“\”后回车）。

宏名一般用大写字母，以便与变量名区别开来。

注意：字符串常数中出现的与宏名相同的字符串不在替换之列。

宏名的有效范围是从定义位置到文件结束。如果需要终止宏定义的作用域，可以用#undef命令。

带参数的宏替换

预处理指令的形式为：

#define 宏名(参数列表)  单词串

“宏名(标识符,标识符,...,标识符)”是被定义的宏，() 中的标识符是宏的形式参数；宏名与其后的 () 之间不能有空白符。

例如：

#define max(a,b) ((a)>(b)? (a): (b))

在编译预处理时，将源程序中所有宏名替换成字符串，并且将 字符串中的参数 用 宏名右边参数列表 中的参数替换。

操作符 # 和 ##

操作符 # 把其后的串变成双引号包围的串；

操作符 ## 把两个标志符拼在一起，形成一个新的标识符

#include <stdio.h>

#define str(expr) #expr
#define cat(x, y) x##y

int main()
{
    int ab = 12;
    printf(str(hello world !));
    // Expand to: printf("hello world!");
    printf("ab=%d\n", cat(a, b)); 
    // Expand to: printf("ab=%d\n", ab);  输出 ab=12
}

宏替换时的顺序

宏的解开不像函数，由里到外。

• 在 "" 内的宏名或宏参数名不被替换
• 一个带参数的宏内部调用另一个宏，参数也是一个宏，则先替换外层的宏，再替换外层宏的参数，最后替换内层宏。

#include <stdio.h>

#define f(a,b)  a##b
#define g(a)    #a
#define h(a)    g(a)

int main()
{
    printf("%s\n", h(f(1,2))); // print: 12
    printf("%s\n", g(f(1,2))); // print: f(1,2)
    return 0;
}

在编写带参数的宏替换指令时，推荐的做法时将单词串中的每一个参数都用 () 括起来，整个表达式也要用 () 括起来；否则，替换结果可能不是你想要的，例如：

#define sqr(x) x * x

如果程序中的宏的引用形式为：sqr(3.0+1.0);，那么经预处理后会被替换为 3.0 + 1.0 * 3.0 + 1.0，结果与 (3.0+1.0)*(3.0+1.0) 不等价。

上述例子的正确写法：

#define sqr(x) ((x) * (x))

但正所谓，假的总是假的，即使宏多么像函数，它依旧不是函数，如果真的把它当成函数，则会在某些时候错的摸不着头脑。

还是一个经典的例子，比较大小：

#include <stdio.h>

#define CMP(x, y) (x > y ? x : y)

int main()
{
    int x = 100, y = 200;
    int result = CMP(x, y++);
    printf("x = %d, y = %d, result = %d\n", x, y, result);
    return 0;
}

执行这部分代码，会输出什么呢？ 答案是，不知道！至少 result的值我们无法确定，我们将代码展开得到：

int result = (x > y++ ? x : y++);

在 C 语言标准中，对于一个确定的程序语句，一个对象只能被修改一次，超过一次的结果则是未定的，由编译器决定。

由此可看出，宏的使用也是有风险的，所以虽然宏强大，但是依旧不能滥用。

可变参数宏

https://www.cnblogs.com/wanghetao/p/4492334.html

预处理指令

文件包含

条件编译

条件编译指令格式如下：

{if-line} 
    ...
[#elif 常量表达式]
    ...
[#else]
    ...
#endif

if-line 为下面中的任意一种形式：

• #if 常量表达式
• #ifdef 标识符
• #ifndef 标识符

defined 操作符用来判断标识符是否定义过。形式如下：defined 标识符 或 defined (标识符)。

下面左边的写法等价于右边的写法：

可以在编译的时候通过如添加编译选项的方式来控制编译出的代码，而无需修改源文件。

C 和 C++ 混合编程的情况

经常能在源代码中看见 extern "C" 这样的身影，这是做什么的？

这是为了混合编程而设计的，常出现在 C++ 的源代码中，目的是为了让 C++ 能够成功的调用 C 的标准或非标准函数。

#if defined(__cplusplus) || defined(_cplusplus)
    extern "C" {
#endif

    /* 主体代码 */

#if defined(__cplusplus) || defined(_cplusplus)
    }
#endif

这样就能在 C++ 中调用 C 的代码了。

在 C 中调用 C++ 的函数需要注意，不能使用重载功能，否则会失败，原因详见 C++ 对于重载函数的实现

Pragmas

#pragma 是编译程序实现时定义的指令，它允许由此向编译程序传入各种指令。例如，一个编译程序可能具有支持跟踪程序执行的选项，此时可以用 #pragma 语句选择该功能。编译程序忽略其不支持的 #pragma 选项。#pragma 提高 C 源程序对编译程序的可移植性。

预定义宏

C 语言规范了 5 个固有的预定义宏，他们分别是

当前行及当前文件

#include <stdio.h>

#define DEPAKEGE(X) #X
#define PAKEGE(X) DEPAKEGE(X)
#define WHERE_AM_I "Line: " PAKEGE(__LINE__) " in " __FILE__

int main() {
    puts(WHERE_AM_I);
}

参考链接

C 语言预处理命令详解 - cnblogs.com