预处理器

编译前，预处理器处理 #include、#define 与条件编译。对照 /roadmaps/c，读懂头文件守卫与跨平台宏是维护 C 项目的必备技能。

学习目标

• 理解 #include 与头文件组织
• 编写带参数的宏并知道其局限
• 使用 #if、#ifdef 做条件编译
• 区分宏与 const、内联函数

核心概念

宏与条件编译

/* config.h */
#ifndef CONFIG_H
#define CONFIG_H

#define VERSION "1.0.0"
#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
#define LOG(fmt, ...) printf("[LOG] " fmt "\n", ##__VA_ARGS__)

#if defined(_WIN32)
#  define PATH_SEP '\\'
#else
#  define PATH_SEP '/'
#endif

#ifdef DEBUG
#  define DBG(msg) fprintf(stderr, "DEBUG: %s\n", msg)
#else
#  define DBG(msg) ((void)0)
#endif

#endif /* CONFIG_H */

/* main.c */
#include <stdio.h>
#include "config.h"

static int square(int x) {
    return x * x;
}

int main(void) {
    LOG("version=%s sep=%c", VERSION, PATH_SEP);
    DBG("entering main");

    int a = 3, b = 7;
    printf("MAX=%d square=%d\n", MAX(a, b), square(a));

    /* 宏陷阱：多次求值 */
    int i = 5;
    printf("MAX(i++, 10)=%d i=%d\n", MAX(i++, 10), i);

#if 0
    puts("disabled block");
#endif

    return 0;
}

最佳实践

做法	说明
头文件守卫	#ifndef / #define / #endif 防重复包含
宏参数加括号	#define SQR(x) ((x)*(x))
复杂逻辑	用 static inline 函数代替宏
平台差异	#ifdef _WIN32 等集中管理

#include "local.h" 先搜当前目录；#include <stdio.h> 搜系统路径。

与 C++/Java 对照

特性	C 预处理器	C++	Java
文本替换	#define 宏	有 + 模板/constexpr	无
条件编译	#ifdef	有	无（靠 profile/模块）
头文件	#include 展开	同左 + #pragma once	import / module
常量	宏或 const	constexpr	final static
泛型	宏模拟	模板	泛型类

Java 无预处理器；配置靠构建工具与注解。C 宏强大但缺类型检查，现代 C 倾向 const + 内联函数。

练习

• 为自定义头文件 math_utils.h 添加 include guard
• 写宏 ARRAY_SIZE(arr) 计算数组元素个数
• 用 #ifdef DEBUG 切换日志输出
• 说明 MAX(i++, 10) 为何可能出错，并给出更安全写法

小结

预处理器在编译前改写源码；宏慎用，头文件守卫必用。 下一课学习编译与构建。