C++面试常见问题--------01预编译和宏的使用

C++预处理器

预处理器是一些指令，它将指示编译器在实际编译之前需要完成的预处理。预处理必须要在对程序进行词法与语义分析、代码生成与优化等通常的编译过程之前进行，经过预处理的程序不再包含之前的预处理命令。

所有的预处理器指令都以#号开始，并且前面不可以出现除了空白字符以外的字符。预处理器指令不是C++指令，所以不需要以 ；结尾。所有的C++程序实例都有预处理器指令 #include，这个宏用于把头文件包含在源文件中。

预处理器指令是C++统一规定的，但不是C++本身的组成部分，因此编译器无法对其进行识别和编译。

#define预处理

#define预处理器指令用于创建符号常量，这个符号常量被称为宏。在预编译时，所有的宏都会被替换成相应的字符，

#define DEBUG       //DEBUG是宏
#define SQR(x)  x*x //求两个数的平方，注意陷阱
int a = 2;
cout<<SQR(a+1)<<endl;   //在预编译时会被替换为 2+1*2+1 ，结果是5而不是9
//若真的想求两个数的平方可以做如下改写
#define SQR(x)  ((x)*(x))
cout<<SQR(a+1)<<endl;   //此时会得到正确答案9

参数宏

C++可以用#define来定义一个带有参数的宏。

#define MIN(a,b)  (a<b?a:b)

内联函数（inline）实现起来比带参数的宏更加方便与安全，因此带参数的宏已经较少使用了。

条件编译

一下指令可以是程序有选择的对部分源码进行编译

#ifdef DEBUG
//代码
#endif
//如果之前已经在上面定义了DEBUG，就会执行上面的代码部分，否则在预处理阶段就会直接跳过该部分，编译器也不会对其进行编译。

#和##运算符

#和 ##预处理器运算符在C++和C中都可用：#用于将宏的代替文本转换为用引号引起来的字符串，##用于连接两个参数。

#define STR(X)   #x
cout<<STR(hello world)<<endl;     //此时会直接输出hello world
#define PEW(a,b)  (int)(a##e##b)
cout<<PEW(2,2)<<endl;               //在预编译时被替换为2e2 ，最后结果是200

宏的优点

• 提高程序的可读性也方便修改
• 提高程序运行效率：宏在预处理时可以完成与函数调用相同的功能，同时又避免了函数的入栈与出栈操作，减小了系统开销，提高了运行效率。
• 宏是由预处理器处理的，通过字符串操作能轻松的完成很多编译器无法实现的功能。（宏定义中的#与##）

#include<iostream>
using namespace std;
#define FMALLY_CLASS(who)  class fmally_##who{};

#define ADD(arg_a,arg_b)  printf(#arg_a"+"#arg_b"=%d\n",arg_a+arg_b)
int main(){
    ADD(2,233);
    
    FMALLY_CLASS(mengziyue);
    fmally_mengziyue ziyue;
    
    FMALLY_CLASS(menglihua);
    fmally_menglihua lihua;
}

宏的缺点

• 由于可能是直接嵌入的，代码量可能较多。
• 嵌套定义肯能引起可读性较差，并且容易出错。
• 对于带参数的宏来说，仅仅是字符的替换，且缺乏编译器的检测，可能称为错误的隐患。

参考链接：

1. 菜鸟教程——C++预处理器
2. 宏定义的优缺点