预编译又称为预处理 , 是做些代码文本的替换工作。处理 # 开头的指令 , 比如拷贝 #include 包含的文件代码， #define 宏定义的替换 , 条件编译等，就是为编译做的预备工作的阶段，主要处理#开始的预编译指令，预编译指令指示了在程序正式编译前就由编译器进行的操作，可以放在程序中的任何位置。

预处理主要工作：

1.头文件的包含 2.define宏定义的替换 3.条件编译的处理

2.预定义符号

__FINE__ //进行编译的源文件
__Line__ //文件当前的行号
__Date__ //文件被编译的日期
__TIME__ //文件被编译的时间
__STDC__ //如果编译器遵循ANSI，其值为1，否则则未定；

上面这些是预定义符号都是语言内置的

注意：符号中的左右是两个横杠，是__FINE__,而不是_FINE_,

例如：

	printf("文件：%s\\n", __FILE__);
	printf("文件当前的行号：%d\\n", __LINE__);
	printf("文件编译的日期：%s\\n", __DATE__);
	printf("文件编译的时间：%s\\n", __TIME__);

3.define标识符

3.1 define 定义标识符

# define宏定义是个演技非常高超的替身演员，在编译器编译时，真身则会替换替身，在我们代码中我们会经常使用这个替身。

#define MAX 1000

int max = MAX;//在预处理阶段，MAX会替换为1000，相当于int max=1000;

3.2 define定义宏

#defifine 机制包括了一个规定，允许把参数替换到文本中，这种实现通常称为宏或定义宏。

例如我们写一个数字的平方：

#define SQUARE(x) x*x

int main()
{
	printf("%d", SQUARE(5));//输出25
	return 0;
}

当我们传5进去后，在预编译阶段，则SQUARE(5)会被替换为5*5，所以最终输出为25.

	printf("%d", SQUARE(2 + 3));//输出11

为什么上面代码会输出11呢？

当我们传2+3进去后，在预编译阶段，则SQUARE(2+3)会被替换为2+3*2+3，在根据优先级计算，即可得出11，我们想要的是（2+3）*（2+3），但输出并没有符号我们预期，我们需要把宏修改一下。

#define SQUARE(x) （x）*（x）
printf("%d", SQUARE(2 + 3));//输出25

那么我们在来定义一个宏，求整数的两倍。

	#define DOUBLE(x) (x)+(x)
    printf("%d", DOUBLE(5));//输出10
	printf("%d", 2*DOUBLE(5));//输出15

DOUBLE(5)输出10我们还是能够理解，但是2*DOUBLE(5)输出15是怎么回事呢，在预编译阶段，2*DOUBLE(5)则会被替换成2*（5）+（5），我们想要的是输出20的结果，那怎么办呢？那么我们在外边直接加个大括号即可。

#define DOUBLE(x) （(x)+(x)）

总结：所以我再写宏定义时尽量给每个变量加个括号，最外层的括号也别省。例如之前#define SQUARE(x) （x）*（x），在外层的括号也加上去，变成

#define SQUARE (x) (（x）*（x））

命名约定

一般来讲函数的宏的使用语法很相似。所以语言本身没法帮我们区分二者。那我们平时的一个习惯是：

把宏名全部大写函数名不要全部大写。

3.3 宏的题目

写一个宏，可以将一个整数的二进制位的奇数位和偶数位交换。

代码：

#define SWAP_BIT(n) n=(((n)&0x55555555)<<1)|(((n)&0xaaaaaaaa)>>1)

思路：先取出整数二进制的奇数位上的数，&上一个01010101010101010101010101010101提取出奇数位，对应的十六进制为0x55555555，在取出整数的二进制的偶数位上的数，&上一个10101010101010101010101010101010提取出偶数位，对应的十六进制为0xaaaaaaaa,然后对奇数位上的数左移一位(<<)就变成偶数位，对偶数位上的数右移一位（>>)就变成奇数位了，在对这两个数进行 | 就可以完成交换。

4.# 和 ##

4.1 #的作用

#VALUE会被预处理为“VALUE”

	int a = 0;
	double d = 1.11;
	printf("the value of a is %d\\n", a);//输出：the value of a is 0
	printf("the value of d is %f\\n", d);//输出：the value of d is 1.110000

那么我们怎样可以写一个宏来替代

printf("the value of a is %d\\n", a);

printf("the value of d is %f\\n", d);这两条语句呢？

首先我们必须先知道：

	printf("hello " "world\\n");//输出hello world

字符串是有自动连接的特点的

所以我们可以定义这样一个宏：

#define PRINT(FORMAT,DATA) printf("the value of " #DATA " is " #FORMAT“\\n",DATA)

int a=10；
double d=1.11；
PRINT(%d, a);//输出：the value of a is 0
PRINT(%f, d);//输出：the value of a is 1.110000

所以我们就很好通过一个宏就替代上面那两条语句。

注意：宏中的#DATA在预编译时会替换成”DATA" ,#FORMAT会被替换为“FORMAT"。

4.2 ##的作用

##可以把位于它两边的符号合成一个符号。它允许宏定义从分离的文本片段创建标识符 。

	#define ADD_TO_SUM_(num,value) sum##num+=value;
    int sum1 = 1;
	int sum2 = 2;
	ADD_TO_SUM_(1, 10);//sum1增加10
	ADD_TO_SUM_(2, 10);//sum2增加10

sum##num为sumnum（num为传进来的宏参数）

5.带副作用的宏参数

当宏参数在宏的定义中出现超过一次的时候，如果参数带有副作用，那么你在使用这个宏的时候就可能出现危险，导致不可预测的后果。

例如：

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

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	MAX(a++, b++);
	printf("%d %d", a, b);//结果：a为1，b为2
	return 0;
}

为什么运行结果a为1，b为2呢？

在预编译时，MAX（a++，b++）会被替还为 ((a++)>(b++))?(a++):(b++),

在？判断之前 a跟b都进行了一次++，都变为1，判断a不比b大后，则在运行b++，b在变成2.

所以 a++，和b++这种会改变变量本身的宏参数为带有副作用的宏参数。

6.宏与函数的对比

宏跟函数其实有有很多不同点，那么我们来利用宏和函数来实现找出两个数中的较大值。


#define MAX(x, y) ((x)>(y)?(x):(y))//宏实现

int Max(int a,int b)//函数实现
{
   return a>b?a:b;
}

宏的优势：

1. 宏的参数不需要特定的类型，所以宏的使用可以传任意类型，宏是与类型无关的。而函数的参数必须为特定类型，所以使用的时候只能传特定的参数。

2.宏在预编译阶段中会直接将代码替换，而函数调用需要创建函数栈帧和返回值都需要消耗时间，所以宏的效率比函数要高。

的

宏的劣势：

1.每次使用宏的时候，一份宏定义的代码将插入到程序中。除非宏比较短，否则可能大幅度增加程序的长度

2.由于宏是运行时将代码插入到程序中，所以宏是没办法调试。

3.宏的参数可以是任意类型的，所以不严谨。

4.宏会导致优先级的问题，容易出错。

5.宏是不能递归，函数可以递归。

7.#undef

撤销一个宏定义，如果现存的名字需要重新定义，那么需要先移除它的旧名字。

#define MAX 100

int main()
{
	int MAX = 1000;//错误：MAX为宏定义，不能再重新定义
#undef MAX;//移除MAX的宏定义，下面的宏定义就不能用
	int MAX = 1000;//正确
	return 0;
}

宏的生命周期从#define 开始到#undef 结束。

8.条件编译

条件编译的功能使得我们可以按不同的条件去编译不同的程序部分，因而产生不同的目标代码文件。

条件编译有三种形式：

方式一：

#ifdef 标识符
   程序段一
#else
   程序段二
#endif

上面的代码是，如果标识符有被#define定义过，则运行程序段一，如果没有定义过，则运行程序段二，如果没有程序段二（空），则#else可以没有。

#define DEBUG 1
int main()
{
#ifdef DEBUG
	printf("hello world\\n");
#else
	printf("thank you\\n");
#endif 
}

例如上面的代码，由于DEBUG被定义，所以在预编译的时候，编译器只会保留

int main()
{
printf("hello world\\n");
}

这段代码，其它代码被编译过滤掉，最终输出结果为hello world。

如果DEBUG没有定义，则编译器则会保留
int main()
{
   printf("thank you\\n");
}

这段代码，其它代码被编译过滤掉，最终输出结果为 thank you。

方式二：

#ifndef 标识符
程序段 1
#else
程序段 2
#endif

与第一种形式差不多，只是将#ifdef改为#ifndef，如果标识符没有被定义，则运行程序段1，有被定义则运行程序段 2，与方式一差不多，只是逻辑相反，所以笔者我就不再举例子了。

方式三：

#if 常量表达式1
	程序段 1
#elif 常量表达式2
	程序段 2
#else
	程序段 3
#endif

如果常量表达式1的结果不为0，则为真，则只运行程序段 1，如果常量表达式结果为0（假），常量表达式为2不为0，则只运行程序段 2，如果常量表达式为1和常量表达式 2的结果都为0，则运行程序段 3。如果没有程序段 2和程序段 3（为空），则#elif和# else可以没有。


int main()
{
#if 10
	printf("hello world\\n");
#elif 10
	printf("you are very handsome\\n");
#else
	printf("thank you\\n");
#endif
	return 0;
}

对于上面的代码，由于常量表达式不为0，所以在预编译的时候，编译器只保留

int main()
{
printf("hello world\\n");

return 0;
}这段代码，其它代码被过滤掉。最终运行结果为 hello world ，如果常量表达式1的结果为0，则运行结果为 you are very handsome ，如果常量表达式1和常量表达2都为0，则运行结果为thank you。

假设我们有一个Add.h头文件，里面包含着几个函数的声明：

int Add_Int(int x, int y);
double Add_Double(double x, double y);
float Add_Float(float x, float y);

我们在test.c上引入Add.h的头文件，如下：

#include"Add.h"
int main()
{
	int a = 0, b = 0;
	Add_int(a, b);
	return 0;
}

在预编译阶段时，则编译器会发生替换，替换的方式很简单：预处理器先删除这条指令，并用包含文件的内容替换。

则test.c文件预编译后会变成：

int Add_Int(int x, int y);
double Add_Double(double x, double y);
float Add_Float(float x, float y);

int main()
{
	int a = 0, b = 0;
	Add_int(a, b);
	return 0;
}

但是如果我们的test.c文件多次包含头文件Add.h后，则预编译时会将Add.h的内容会包含多次，这就会导致test.c文件中的内容重复。

那么如何解决头文件的重复包含？答案是：条件编译

我们可以对Add.h头文件就行修改

#ifndef ADD_H
#define ADD_H 1
	int Add_Int(int x, int y);
	double Add_Double(double x, double y);
	float Add_Float(float x, float y);
#endif

如果test.c引入一次Add.h头文件，由于没有定义#define Add_H,则预编译时会定义一次#define Add_H,并且将头文件中的内容给包含进去，如果在引入一次Add.h头文件，因为ADD_H已经被定义，那么条件编译不会将头文件的内容包含进来，所以这就很巧妙的解决这些问题。

或者我们有一种现代写法：

#pragma once
int Add_Int(int x, int y);
double Add_Double(double x, double y);
float Add_Float(float x, float y);

上面的两种方式都能避免我们的头文件的重复引用。

9.头文件被包含的方式

c语言提供了两种头文件的包含方式，它实际是宏替换的延伸，有两种格式：

格式一：

#include<stdio.h>

stdio为包含文件的名称，用尖括号括，预处理时会直接去库函数的头文件中查找，找不到则编译错误。

格式二：

#include"file.h"

”file.h为包含文件的名称，直接在当前目录下查找名为file.h的头文件，找不到在按系统指定的路径信息，搜索其他目录。找到文件后，用

文件内容替换该语句。

点个赞呗~

以上是关于c语言基础——预处理详解的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

C语言代码片段

c/c++中define用法详解及代码示例

预定义宏，C语言预定义的宏详解

20160221.CCPP体系详解(0031天)

详解 C 语言开发五子棋游戏以及游戏中的重要算法与思路

C语言预处理器命令详解