如何在c/c++中定义和使用宏

1.定义宏

在 C 和 C++ 中，宏定义是一种预处理机制，用于在编译之前对代码进行替换。宏定义有两种形式：对象式宏和函数式宏。

对象式宏

对象式宏定义用于定义一个标识符和字符串常量的替换关系。语法如下：

#define 宏名 替换文本

在预处理阶段，编译器会将代码中所有出现的 宏名 替换为 替换文本。

#include <iostream>#define PI 3.1415926int main() {double radius = 5.0;double area = PI * radius * radius;std::cout << "The area of the circle is: " << area << std::endl;return 0;
}

函数式宏

函数式宏定义看起来像函数调用，但实际上是在预处理阶段进行文本替换。语法如下：

#define 宏名(是参数列表（多个参数用逗号分隔）) 替换文本

#include <iostream>// 定义一个求最大值的函数式宏
#define MAX(a, b) ((a) > (b)? (a) : (b))int main() {int x = 5;int y = 10;int maxValue = MAX(x, y);std::cout << "The maximum value is: " << maxValue << std::endl;return 0;
}

 

宏定义的注意事项

括号的使用

在定义函数式宏时，参数和整个替换文本都应该加上括号，以避免由于运算符优先级导致的错误。

多行宏定义

如果替换文本过长，需要跨越多行，可以在每行末尾加上反斜杠 \ 继续下一行的文本。例如：

#define LONG_TEXT \"This is a very long text that \spans multiple lines." 

2.条件编译宏的使用

一些宏用于控制条件编译，常见的有 #ifdef、#ifndef、#if，#elif,#endif 等。

#ifdef 宏已经定义

#ifdef DEBUGstd::cout << "Debugging information" << std::endl;
#endif

这段代码表示如果 DEBUG 宏已经定义，那么会输出调试信息。

#ifndef 宏未被定义

#include <iostream>int main() {
#ifndef DEBUGstd::cout << "DEBUG is not defined." << std::endl;
#endifstd::cout << "This is a regular message." << std::endl;return 0;
}

#ifndef 指令与 #ifdef 相反，用于检查某个宏是否未被定义。如果宏未被定义，则编译 #ifndef 和对应的 #endif 之间的代码；否则跳过这段代码。

这个例子中，由于没有定义 DEBUG 宏，#ifndef DEBUG 和 #endif 之间的代码会被编译并执行，输出：

DEBUG is not defined.
This is a regular message.

#if 条件编译控制

 #if 指令提供了更灵活的条件编译控制，可以使用常量表达式作为条件。如果常量表达式的值为真（非零），则编译 #if 和对应的 #endif 之间的代码；如果值为假（零），则跳过这段代码。

#if 表达式// 如果表达式为真，则编译这部分代码
#endif

#define VERSION 2#include <iostream>int main() {
#if VERSION == 1std::cout << "This is version 1." << std::endl;
#elif VERSION == 2std::cout << "This is version 2." << std::endl;
#elsestd::cout << "Unknown version." << std::endl;
#endifreturn 0;
}#if 1  // 为true，所有hh会被打印printf("hh"); 
#endif#if 0 // 为false，所有hh1不会被打印printf("hh1");
#endif#define __DEBUG__ 1#if __DEBUG__ // 因为定义了__DEBUG__，所以满足条件，hello !会被打印printf("hello !");
#endif

这里定义了 VERSION 为 2，#if VERSION == 1 条件不成立，跳过对应的代码块；#elif VERSION == 2 条件成立，所以会输出：

This is version 2.

#else 和 #elif

#else 用于在 #ifdef、#ifndef 或 #if 的条件不成立时，编译另一部分代码

define SOME_MACRO#include <iostream>int main() {
#ifdef SOME_MACROstd::cout << "SOME_MACRO is defined." << std::endl;
#elsestd::cout << "SOME_MACRO is not defined." << std::endl;
#endifreturn 0;
}

#elif 用于在多个条件之间进行选择，类似于 else if 语句。例如

define OS_WINDOWS#include <iostream>int main() {#if defined(OS_WINDOWS)std::cout << "Running on Windows." << std::endl;
#elif defined(OS_LINUX)std::cout << "Running on Linux." << std::endl;
#elif defined(OS_MAC)std::cout << "Running on Mac." << std::endl;
#elsestd::cout << "Unknown operating system." << std::endl;
#endifreturn 0;
}

#if defined()

#if defined()相对 #ifdef 更加灵活，因为它是 #if 语句的一部分，可以与其他常量表达式组合使用，进行更复杂的条件编译控制。例如，可以同时检查多个宏的定义情况：

#define MACRO1
#define MACRO2#if defined(MACRO1) && defined(MACRO2)std::cout << "Both MACRO1 and MACRO2 are defined." << std::endl;
#elif defined(MACRO1) &&!defined(MACRO2)std::cout << "MACRO1 is defined, but MACRO2 is not." << std::endl;
#endif

undef 取消宏定义

#undef 用于取消宏定义

define ENABLE_LOGGING#include <iostream>int main() {
#ifdef ENABLE_LOGGINGstd::cout << "Logging is enabled." << std::endl;#undef ENABLE_LOGGING
#endif// 此时 ENABLE_LOGGING 已被取消定义#ifdef ENABLE_LOGGINGstd::cout << "This won't be printed." << std::endl;#endifreturn 0;
}

#pragma once

#pragma once 是一种非标准但广泛支持的指令，用于确保头文件只被包含一次。它的作用类似于通过宏保护防止头文件重复包含

#pragma once
// 头文件内容

由于其不是标准 C/C++ 的一部分，在跨平台等场景下，宏保护仍然是更可靠的选择。例如：

#ifndef SOME_OTHER_HEADER_H
#define SOME_OTHER_HEADER_H
// 头文件内容
#endif