03 | 预处理阶段能做什么：宏定义和条件编译
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预处理编程
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预处理阶段在C/C++程序中扮演着重要角色，通过预处理指令控制预处理器，将源码改造成另一种形式。预处理指令以符号“#”开头，不受C++语法规则的约束，包括#include、#define、#if等。宏定义在预处理阶段无条件内联，对于调用频繁的小代码片段来说，用宏来封装的效果比inline关键字更好。然而，宏是没有作用域概念的，永远是全局生效，因此在使用一些临时作用的宏后，最好及时用#undef取消定义，避免冲突的风险。预处理阶段的宏定义和条件编译是C/C++程序中非常重要的一部分，合理使用预处理指令可以提高代码的整洁性和可读性。条件编译利用“#define”定义出的各种宏，在预处理阶段实现分支处理，通过判断宏的数值来产生不同的源码，改变源文件的形态。除了内置宏，也可以用其他手段自己定义更多的宏来实现条件编译。条件编译还有一个特殊的用法，使用“#if 1”“#if 0”来显式启用或者禁用大段代码，要比“/* ... */”的注释方式安全得多，也清楚得多。预处理编程由预处理器执行，使用#include、#define、#if等指令来实现文件包含、文本替换、条件编译，把编码阶段产生的源码改变为另外一种形式。适当使用的话，可以简化代码、优化性能，但如果是“炫技”式地过分使用，就会导致导致代码混乱，难以维护。
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sugar老师，能否讲讲#include 各种头文件的细节，比如尖角和引号 在include时就是不同的。作者回复: 这个区别就是包含时的搜索路径不同，网上资料都有，所以就不重复了。好像“”是从当前开始搜索，<>是从系统路径开始搜索。
2020-05-2127
嵇斌1. #define PI (3.14) -> constexpr float PI = 3.14 其他貌似不能完全对等。比如内链的代码块，可以用lambda，但是效率如何得看编译器的优化了。比如有些条件编译可以想办法用enable_if来替换实现。到了后面这些替换就不单单是语言方面的实践了，可能涉及软件工程、设计模式。 2. 条件编译自己用还好，自己一般都还清楚自己的套路。条件编译最头疼的就是对着代码定位问题，这个实现到底是哪个代码块呢？尤其是那种跨平台的和OS相关的适配层代码。再聪明的IDE和编译器也还是有点区别的。当然现在可能Clion和VS等都已经比较完善了...作者回复: 说的很好。 1.constexpr是编译期的常量，和预处理期的常量效果等价，但生命周期不同。 2.C++对同一个问题有多种解法，虽然自由，但也有选择困难症，挑出合适自己的就比较累。 3.这个也是追求性能付出的代价吧，怕的就是四处散落的#if-#else-#endif，最好把平台相关的代码集中在一起，再用#include一次包含，可以参考Nginx，它做的很好。
2020-05-1220
神经旷野舞者老师 rust很安全，现在大公司很多项目都用rust改写了，cpp还需要学吗，是不是直接学rust呢作者回复: 可以看一下tobie榜单，C++还在前五，很多框架、系统都是用C++写的，学习它可以更好地理解系统架构。 当然最后你不一定在工作中用到C++，但它作为一个基础，会受用终身的。
2020-05-15314
怪兽老师，我在看rapidjson源码时，看到如下代码，不知道有什么作用，为什么不直接使用assert？ #ifndef RAPIDJSON_ASSERT #define RAPIDJSON_ASSERT(x) assert(x) #endif // RAPIDJSON_ASSERT作者回复: 这是开源库的通常做法，把调用的接口用宏或者函数统一做一个自己的封装，这样写代码的时候风格更一致。 在设计模式里这个叫包装外观wrapper facade。
2020-06-2711
Wynter老师，我最近在阅读一个事件驱动框架代码libev，源码里就充斥着大量的宏，阅读起来很是费力。所以请教老师，阅读这种宏比较多的源码应该怎么办？作者回复: 如果有好的IDE，它可以帮你找出宏的定义，加快理解。 还有一种办法，就是用课程里的“gcc -E”，让预处理器给你展开宏。
2020-05-1237
Tedeer在读到这段话时：另存为一个“*.inc”文件，然后再用“#include”替换原来的大批数字。 想起以前开发过程中，曾经在头文件中定义了一个240*160的图片字节数组，现在看来有点蠢，又涨知识了。条件编译在Android系统源码见得比较多，区分不同平台之间代码块的实现。作者回复: 预处理就是面向源码编程，调整源码的形态，掌握了这一点就可以让代码更干净整齐。
2020-05-1226
Carlos先回答老师的问题🤔 1. 就中间那个算立方体的例子来说, 我觉得这个用法可以替换成一个 inline function. 储存常数可以直接用 const, 为了简化可以用 reference 2. 说实话, 我没用过条件编译 😂, 今天头一次学到, 但是我觉得这肯定会让代码变得更加复杂, 冒出很多意料之外的 bugs. 再提两个自己的小问题: 1. 使用宏的条件编译是不是可以用 Cmake 来做呢? (虽然我几乎不会用 Cmake 但是我预感它有这个功能) 2. 上文里面的 extern "C" { 部分我有些没看懂, 这个是预处理语言吗? 希望老师帮助理解.作者回复: 1.对，在C++里大部分函数宏都可以用inline函数代替。 2.条件编译多用在跨平台和高级优化方面，不用当然也可以，但要追求性能极致就必须考虑。 3.cmake不了解，其实预处理就是文本替换，你要是愿意，用shell、Python也可以处理C++源码来实现。 4.extern "C" { }是处理编译器的链接符号，保持与C兼容，通常是为了导出外部接口使用的。暂时不了解也没关系，以后用到的时候再学也来得及。
2020-05-1256- 企鹅君需要充电1、#include基本不会被替代，但为了避免#define滥用，少用它设置全局变量，const/static/enum处理常量声明还能自带额外信息（例如作用域） 2、debug期间用条件编译方便，但有时候会忽略另一种情况的判断测试，而且写死忘了改回来就gg了
作者回复: 说的很对。 C++今后要引入import关键字和模块，以后#include等预处理指令可能就会越来越少了，不过有的时候还是很有用的。
2021-02-234 - sugar另一个有关include头文件的问题。比如说我看很多例子都是 在单独一个h文件和一个cpp文件中定义了一个类，h里写了类的声明，类的具体实现在cpp里面。其他cpp文件里想引入这个类的时候，就直接include了h文件，并没include cpp文件，按照咱们这一讲 只有声明被预处理时放到实际执行的cpp代码里了，类的实现cpp是怎么引入进来的呢？
作者回复: h里一般只是声明，cpp里是实现，在编译阶段会有个链接动作，把这些都链接起来。 具体的细节比较复杂，我也没细研究过，可以网上找点资料看看，不过我觉得不了解也没关系。
2020-05-214 
廖熊猫我的一些使用经历： 1. 使用#ifdef __cplusplus这个在用Emscripten编译wasm的时候会跟extern "c" { } 这个一起使用，防止编译后名字被修改掉。 2. 在C语言里直接使用const定义的长度在全局定义数组会报错，但是可以用预处理器来创建。 3. 快速定义一些内容相似的struct还有相关的操作函数，不过在C++里面应该可以使用template来解决这个问题了吧作者回复: 1.条件编译加__cplusplus经常用在与C配合工作方面，算是个惯用语了。 2.C语言对const的支持比较弱，在C++中好很多。 3.宏在减少重复代码方面有时候还是挺有用的，因为模板和泛型的语法检查很严格，要写好还是要费些力气的，如果是简单的工作用宏就会轻松一些。
2020-05-124
