C语言进阶：预处理命令(二)

三、预定义宏

预定义宏是指不需要用户使用#define定义就可以使用的特殊宏名称，通常是由预处理器提前定义好的。预定义宏名称是由 _ _ 开头和结尾，中间是大写字符。例如ANSI C标准中的五个预定义宏：

__LINE__：当前编译代码的行号。__FILE__：当前源程序文件的名称。__DATE__：当前源程序创建日期。__TIME__：当前源程序创建时间。__STDC__：判断当前编译器是否是ANSI C。如果是返回 1 。

这些定义在实际开发中，结合条件编译可以实现跨平台的效果。比如，如果当前编译器不是ANSI C，只支持一部分预定义的宏名称等等。

四、文件包含

在C语言编程中，#include是一个预处理指令，用于将其他源文件或头文件的内容包含到当前源文件中。最常见的用法是包含C标准库提供的头文件，例如 stdio.h（标准输入输出）、string.h（字符串处理）和 math.h（数学函数）等。除此之外，开发者也可以根据需要包含自己定义的头文件（通常以 .h为扩展名），以便在多个源文件中共享代码和声明。

在实际的程序开发中，通常会将以下内容集中存放在头文件（.h 文件）中，以便通过 #include指令进行包含和复用：

宏定义（使用 #define定义的常量或宏函数）结构体、联合体与枚举的声明​使用 typedef进行的类型重定义​函数的声明（尤其是那些在多个源文件中使用的函数）​全局变量的声明（注意：这些变量不应使用 static修饰，否则其作用域仅限于当前文件）

通过合理地使用头文件和 #include指令，可以提高代码的模块化程度，增强可维护性与复用性。

通常情况下，使用 #include 指令，被包含的头文件有以下两种写法：

#include "stdio.h"
#include <stdio.h>

这两种写法的区别如下所示：

尖括号<>：这是标准方式，系统直接去存放C库函数的目录下寻找要包含的头文件。双引号””：这种写法会使系统先在用户当前目录下查找要包含的文件，没找到就将搜索目标转向库函数所在目录。

因此，在实际开发中，为提升搜索效率，使用标准库函数时使用<>，而包含自主开发的头文件时使用双引号（双引号内可以使用绝对路径和相对路径）。

注意点：

一个 #include 指令只能包含一个文件文件包含可以嵌套使用，即被包含的文件中可以包含其他文件

五、条件编译

在 C 语言中，还提供了条件编译的功能，也就是说当满足某个条件时，编译器才会编译某个代码块。如下所示：

#if CYTHON_COMPILING_IN_CPYTHON && PY_VERSION_HEX < 0x030C00A7
        if (unlikely(Py_SIZE(x) < 0)) {
            goto raise_neg_overflow;
        }
#else
        {
            int result = PyObject_RichCompareBool(x, Py_False, Py_LT);
            if (unlikely(result < 0))
                return (int) -1;
            if (unlikely(result == 1))
                goto raise_neg_overflow;
        }
#endif

这段代码的含义如下：

如果代码 正在 CPython 中编译（CYTHON_COMPILING_IN_CPYTHON）并且 Python 版本低于 3.12（PY_VERSION_HEX < 0x030C00A7），那么采用第一种（旧）方式来检测某个值是否为负数；否则（即：要么不是在 CPython 中编译，要么是 Python 3.12 或更高版本），就采用第二种（新）方式来判断。

可见，使用这样的技巧，可以实现跨版本，跨平台的效果。

5.1、#if #elif #else #endif 指令

#if —— 条件为真，则编译下面代码。

#if 常量表达式
    // 如果表达式为真（非零），则编译这部分代码
#endif

“常量表达式”​ 必须是 能在预处理阶段求值的常量表达式，通常用到的是宏（比如 defined()或自定义的 #define宏）。不能使用变量，只能使用宏和字面量。

例如：

#define DEBUG 1
 
#if DEBUG
    printf("已开启DEBUG
");
#endif

#if #elif #elif…….多条件分支

#if 表达式1
    // 如果表达式1为真
#elif 表达式2
    // 如果表达式1为假，表达式2为真
#elif 表达式3
    // ...
#else
    // 所有表达式都为假
#endif

例如：

#define VERSION 3
 
#if VERSION == 2
    printf("第二版
");
#elif VERSION == 3
    printf("第三版
");
#else
    printf("不知道
");
#endif

注意点：

#else是当前面的所有条件都不成立时执行#endif是结束标志，必须要有，否则预处理器会报错

5.2、条件编译指令集合

使用他们编译跨平台应用：

#ifdef _WIN32
    // Windows 专用代码
    #include <windows.h>
#elif __linux__
    // Linux 专用代码
    #include <unistd.h>
#else
    // 其他平台
#endif

_WIN32是 Windows 系统下几乎总是定义的宏。__linux__是 Linux 系统下定义的宏。

进行头文件保护

#ifndef MYLIB_H
#define MYLIB_H
 
// 声明函数、结构体等
 
#endif // MYLIB_H

第一次 #include “mylib.h”时，MYLIB_H未定义，所以会定义它并包含内容；第二次再 #include时，MYLIB_H已定义，预处理器会跳过整个块，避免重复定义。