1.9. 预处理与宏

预处理器是 C 编译的**第一步**，负责处理所有以 # 开头的指令。

1.9.1. 预处理工作流程

源文件 (.c)    预处理    纯净 C 代码    编译     目标代码 (.obj)
    │         ──────→              ──────→
    │        #include             编译器
    │        #define
    │        #ifdef / #if
    │        #pragma

# 查看预处理结果（VC10 开发人员命令提示符）
cl /P main.c       # 生成 main.i（预处理后的文件）
cl /E main.c       # 直接输出到控制台

1.9.2. 宏定义（#define）

1.9.2.1. 简单宏

#define PI          3.14159
#define MAX_SIZE    100
#define APP_NAME    "MyApp"
#define DEBUG       1

int arr[MAX_SIZE];             // 展开为 int arr[100];
printf("App: %s\n", APP_NAME); // 展开为 "MyApp"

1.9.2.2. 带参数宏（类函数宏）

#define SQUARE(x)   ((x) * (x))
#define MAX(a, b)   ((a) > (b) ? (a) : (b))
#define MIN(a, b)   ((a) < (b) ? (a) : (b))

警告

带参宏中**参数和整体都要加括号**，否则优先级会出问题：

#define SQUARE_BAD(x)  x * x

int y = SQUARE_BAD(2 + 3);  // 2 + 3 * 2 + 3 = 11（错误！）
int z = SQUARE(2 + 3);      // ((2 + 3) * (2 + 3)) = 25（正确）

1.9.2.3. 多行宏

#define LOG(msg)                     \
    do {                             \
        printf("[LOG] %s:%d: ",      \
               __FILE__, __LINE__);   \
        printf("%s\n", msg);         \
    } while (0)

// 使用
LOG("开始处理");
int x = 42;
LOG("处理完成");

小技巧

多行宏使用 do { ... } while (0) 包裹，确保宏展开后语义正确（例如在 if-else 语句中使用时不会出问题）。

1.9.3. 条件编译

1.9.3.1. #ifdef / #ifndef / #endif

#define DEBUG 1

#ifdef DEBUG
    printf("调试信息: x = %d\n", x);
#endif

#ifndef NDEBUG
    // 非发布版本的断言
    #define ASSERT(cond) \
        if (!(cond)) { \
            printf("断言失败: %s, file %s, line %d\n", \
                   #cond, __FILE__, __LINE__); \
        }
#else
    #define ASSERT(cond) ((void)0)
#endif

1.9.3.2. #if / #elif / #else

#define PLATFORM 2

#if PLATFORM == 1
    #include "windows.h"
    typedef int HANDLE;
#elif PLATFORM == 2
    #include "linux.h"
    typedef int FD;
#else
    #error "不支持的平台！"
#endif

1.9.3.3. defined 运算符

#if defined(_WIN32) && !defined(_WIN64)
    // 32 位 Windows
    #define PLATFORM "Win32"
#elif defined(_WIN64)
    // 64 位 Windows
    #define PLATFORM "Win64"
#endif

1.9.4. 文件包含（#include）

// 标准库头文件（在系统路径中查找）
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// 用户自定义头文件（在当前目录/项目路径中查找）
#include "myheader.h"
#include "utils/helpers.h"

1.9.4.1. 防止头文件重复包含

myheader.h

#ifndef MYHEADER_H
#define MYHEADER_H

/* 头文件内容 */
int add(int a, int b);
#define VERSION "1.0"

#endif /* MYHEADER_H */

备注

另一种方式是使用 #pragma once (VC10 支持)：

#pragma once
// 效果同 include guard，但更简洁

1.9.5. 预定义宏

VC10 常见预定义宏：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("文件名:      %s\n", __FILE__);
    printf("行号:        %d\n", __LINE__);
    printf("日期:        %s\n", __DATE__);
    printf("时间:        %s\n", __TIME__);
    printf("ANSI 标准:   %d\n", __STDC__);
    printf("VC 版本:     %d\n", _MSC_VER);

#ifdef _DEBUG
    printf("调试版本\n");
#else
    printf("发布版本\n");
#endif
#ifdef _WIN64
    printf("64 位编译\n");
#else
    printf("32 位编译\n");
#endif

    return 0;
}

宏	说明
`__FILE__`	当前源文件路径（字符串）
`__LINE__`	当前行号（整数）
`__DATE__`	编译日期（如 "Jul 25 2026"）
`__TIME__`	编译时间（如 "19:30:00"）
`_MSC_VER`	VC 版本号（VC10 = 1600）
`_DEBUG`	调试模式下定义（/MTd 或 /MDd）
`_WIN32`	32 位或 64 位 Windows 上定义
`_WIN64`	仅 64 位编译时定义

1.9.6. # 运算符与 ## 运算符

1.9.6.1. 字符串化（#）

#define PRINT_VAR(x)  printf(#x " = %d\n", x)

int value = 42;
PRINT_VAR(value);
// 展开为: printf("value" " = %d\n", value);
// 输出: value = 42

1.9.6.2. 标记拼接（##）

#define MAKE_FUNC(name) \
    int func_##name(int arg) { \
        return arg * 2; \
    }

MAKE_FUNC(add)    // 生成 int func_add(int arg) { ... }

// 使用
int result = func_add(10);    // 20

1.9.7. #pragma 指令

// 消息输出（编译时）
#pragma message("编译 " __FILE__)

// 禁用特定警告
#pragma warning(disable: 4996)       // 禁用 C4996（安全函数）
#pragma warning(once: 4345)          // 警告只报一次
#pragma warning(error: 4018)         // 将警告视为错误

// 优化指令
#pragma optimize("gt", on)           // 启用全局优化
#pragma inline_depth(4)              // 内联深度

// 内存对齐
#pragma pack(push, 1)
struct Packed { char a; int b; };
#pragma pack(pop)

1.9.8. 断言（assert）

#include <assert.h>

int divide(int a, int b) {
    // 调试时检查除数不为 0
    assert(b != 0);
    return a / b;
}

int main(void) {
    divide(10, 0);    // 断言失败：程序终止
    return 0;
}

小技巧

断言在 #include <assert.h> 前定义 NDEBUG 即可关闭： #define NDEBUG
VC10 的发布版配置默认定义 NDEBUG，断言自动消失
断言是调试工具，不要用来处理运行时错误（用 if 检查）