C++中的预处理

一、预处理的由来： 
     在C++的历史发展中，有很多的语言特征（特别是语言的晦涩之处）来自于C语言，预处理就是其中的一个。C++从C语言那里把C语言预处理器继承过来（C语言预处理器，被Bjarne博士简称为Cpp，不知道是不是C Program Preprocessor的简称）。

二、常见的预处理功能： 
     预处理器的主要作用就是:    把通过预处理的内建功能对一个资源进行等价替换，最常见的预处理有: 文件包含，条件编译、布局控制和宏替换4种。 
     文件包含:    #include 是一种最为常见的预处理，主要是做为文件的引用组合源程序正文。 
     条件编译:    #if,#ifndef,#ifdef,#endif,#undef等也是比较常见的预处理，主要是进行编译时进行有选择的挑选，注释掉一些指定的代码，以达到版本控制、防止对文件重复包含的功能。 
     布局控制:    #progma，这也是我们应用预处理的一个重要方面，主要功能是为编译程序提供非常规的控制流信息。 
     宏替换:    #define，这是最常见的用法，它可以定义符号常量、函数功能、重新命名、字符串的拼接等各种功能。 
     
三、预处理指令： 
     预处理指令的格式如下： 
     # define tokens 

     #符号应该是这一行的第一个非空字符，一般我们把它放在起始位置。如果指令一行放不下，可以通过反斜杠“/”进行控制，例如： 
     #define Error /

                 if(error) exit(1)   
等价于 
     #define Error if(error) exit(1) 

     不过我们为了美化起见，一般都不怎么这么用，更常见的方式如下： 
     # ifdef __BORLANDC__ 
             if_true<(is_convertible<value,named_template_param_base>::value)>:: 
             template then<make_named_arg, make_key_value>::type Make; 
     # else 
             enum { is_named = is_named_parameter<value>::value }; 
             typedef typename if_true<(is_named)>::template 
             then<make_named_arg, make_key_value>::type Make; 
     # endif 
******************************************************************* 

下面我们看一下常见的预处理指令： 
     #define         宏定义 
     #undef          取消宏 
     #include        文本包含 
     #ifdef            如果宏被定义就进行编译 
     #ifndef          如果宏未被定义就进行编译 
     #endif           结束编译块的控制 
     #if                表达式非零就对代码进行编译 
     #else            作为其他预处理的剩余选项进行编译 
     #elif              这是一种#else和#if的组合选项 
     #line             改变当前的行数和文件名称 
     #error            输出一个错误信息 
     #pragma        为编译程序提供非常规的控制流信息 
******************************************************************* 
     下面我们对这些预处理进行一一的说明，考虑到宏的重要性和繁琐性，我们把它放到最后讲。

四、文件包含指令： 
     这种预处理使用方式是最为常见的，平时我们编写程序都会用到，最常见的用法是： 
     #include <iostream>             file://标准库头文件 
     #include <iostream.h>          file://旧式的标准库头文件 
     #include "IO.h"                     file://用户自定义的头文件 
     #include "../file.h"                 file://UNIX下的父目录下的头文件 
     #include "/usr/local/file.h"      file://UNIX下的完整路径 
     #include "..//file.h"                file://Dos下的父目录下的头文件 
     #include "//usr//local//file.h"   file://Dos下的完整路径

     这里面有2个地方要注意： 
     1、我们用<iostream>还是<iostream.h>? 
        我们主张使用<iostream>，而不是<iostream.h>,为什么呢？我想你可能还记得我曾经给出过几点理由，这里我大致的说一下： 
        首先，.h格式的头文件早在98年9月份就被标准委员会抛弃了，我们应该紧跟标准，以适合时代的发展。 
        其次，iostream.h只支持窄字符集，iostream则支持窄/宽字符集。 
        还有，标准对iostream作了很多的改动，接口和实现都有了变化。 
        最后，iostream组件全部放入namespace std中，防止了名字污染。 
     2、<io.h>和"io.h"的区别？ 
        其实他们唯一的区别就是搜索路径不同： 
        对于#include   <io.h> ，编译器从标准库路径开始搜索 
        对于#include   "io.h" ，编译器从用户的工作路径开始搜索

五、编译控制指令： 
     这些指令的主要目的是进行编译时进行有选择的挑选，注释掉一些指定的代码，以达到版本控制、防止对文件重复包含的功能。 
     使用格式，如下： 
     1、 
       #ifdef   identifier 
               your code 
       #endif 
       如果identifier为一个定义了的符号，your code就会被编译，否则剔除 
     2、 
       #ifndef identifier 
               your code 
       #endif 
       如果identifier为一个未定义的符号，your code就会被编译，否则剔除 
     3、 
       #if   expression 
            your code 
       #endif 
       如果expression非零，your code就会被编译，否则剔除 
     4、 
       #ifdef identifier 
              your code1 
       #else 
              your code2 
       #endif 
       如果identifier为一个定义了的符号，your code1就会被编译，否则your code2就会被编译 
     5、 
       #if    expressin1 
             your code1 
       #elif expression2 
             your code2 
       #else 
             your code3 
       #enif   
       如果epression1非零，就编译your code1，否则，如果expression2非零，就编译your code2，否则，就编译your code3

其他预编译指令 
     除了上面我们说的集中常用的编译指令，还有3种不太常见的编译指令：#line、#error、#pragma，我们接下来就简单的谈一下。 
     #line的语法如下： 
       #line number filename 
     例如：#line 30   a.h      其中，文件名a.h可以省略不写。 
     这条指令可以改变当前的行号和文件名，例如上面的这条预处理指令就可以改变当前的行号为30，文件名是a.h。初看起来似乎没有什么用，不过，他还是有点用的，那就是用在编译器的编写中，我们知道编译器对C++源码编译过程中会产生一些中间文件，通过这条指令，可以保证文件名是固定的，不会被这些中间文件代替，有利于进行分析。 
     #error语法如下： 
         #error   info 
     例如：

            #ifndef UNIX 
              #error This software requires the UNIX OS. 
            #endif 
     这条指令主要是给出错误信息，上面的这个例子就是，如果没有在UNIX环境下，就会输出This software requires the UNIX OS.然后诱发编译器终止。所以总的来说，这条指令的目的就是在程序崩溃之前能够给出一定的信息。 
     至于#pragma,我们在《解析#pragma指令 》一文中有过介绍，我们在这里再补充几句，#pragma是非统一的，他要依靠各个编译器生产者，例如，在SUN C++编译器中： 
          // 把name和val的起始地址调整为8个字节的倍数 
          #progma align 8 (name, val) 
          char    name[9]; 
          double val; 
         file://在程序执行开始，调用函数MyFunction 
         #progma init (MyFunction)

预定义标识符 
     为了处理一些有用的信息，预处理定义了一些预处理标识符，虽然各种编译器的预处理标识符不尽相同，但是他们都会处理下面的4种： 
     __FILE__   正在编译的文件的名字 
     __LINE__   正在编译的文件的行号 
     __DATE__   编译时刻的日期字符串，例如： "25 Dec 2000" 
     __TIME__   编译时刻的时间字符串，例如： "12:30:55" 
     例如：cout<<"The file is :"<<__FILE__"<<"! The lines is:"<<__LINE__<<endl;

预处理何去何从 
     在《浅析C++里面的宏》一文中，我们提到了如何取代#include预处理指令，我们在这里就不再一一讨论了。 
     C++并没有为#include提供替代形式，但是namespace提供了一种作用域机制，它能以某种方式支持组合，利用它可以改善#include的行为方式，但是我们还是无法取代#include。 
     #progma应该算是一个可有可无的预处理指令，按照C++之父Bjarne的话说，就是：“#progma被过分的经常的用于将语言语义的变形隐藏到编译系统里，或者被用于提供带有特殊语义和笨拙语法的语言扩充。” 
     对于#ifdef，我们仍然束手无策，就算是我们利用if语句和常量表达式，仍然不足以替代它，因为一个if语句的正文必须在语法上正确，满足类检查，即使他处在一个绝不会被执行的分支里面。 
     最后，我们以Bjarne博士的话作为结尾：“最后，在许多年之后，将Cpp放逐刀程序开发环境里，与其他附加性语言工具放到一起，那里才是她应该呆的地方。”

转自：http://www.cnblogs.com/lidabo/archive/2012/08/27/2658914.html