现代C++中的预处理宏

摘要： 在C++从C继承的遗产中，预处理宏是其中的一部分。在现代C++的发展过程中，预处理宏是否还有意义？本文将讨论之。 关键字： 预处理 宏 #define #pragma      C++中有那么多灵活的特性，例如重载、类型安全的模板、const关键字等等，为什么程序员还要写“#define”这样的预处理指令？    典型的一个例子，大家都知道“const int a=100;”就比“#define a 100”要好，因为const提供类型安全、避免了预处理的意外修改等。    然而，还是有一些理由让我们去使用#define。 一、使用预处理宏 1）   守护头文件 为了防止头文件被多次包含，这是一种常用技巧。 #ifndef MYPROG_X_H #define MYPROG_X_H // … 头文件x.h的其余部分 #endif 2）   使用预处理特性 在调试代码中，插入行号或编译时间这类信息通常很有用，可以使用预定义的标准宏，例如__FILE__、__LINE__、__DATE__和__TIME__。 3）   编译时期选择代码 A.  调试代码 选择性的输出一些调试信息： void f() { #ifdef _DEBUG    cerr<<”调试信息”<<endl; #endif // .. f()的其他部分 } 通常我们也可以用条件判断来代替： void f() {    if(_DEBUG)    {    cerr<<”调试信息”<<endl; } // .. f()的其他部分 } B.  特定平台代码 同一函数同一功能在不同的编译平台上可能有不同的表现形式，我们可以通过定义宏来区分不同的平台。 C.  不同的数据表示方式 <<深入浅出MFC>>这本书对MFC框架中宏的使用解析的很透彻，也让我们领略到宏的强大功能。可以参看DECLARE_MESSAGE_MAP(), BEGIN_MESSAGE_MAP, END_MESSAGE_MAP的实现。 4）   #pragma的使用，例如用#pragma禁止掉无伤大雅的警告，用于可移植性的条件编译中。例如， 包含winsock2 lib文件： #pragma comment(lib, ” ws2_32 ” ) 用如下预处理宏，可以使结构按1字结对齐： #pragma pack(push) #pragma pack(1) // … 结构定义 #pragma pack(pop)      禁止掉某些警告信息： #pragma warning( push ) #pragma warning( disable : 4705 ) #pragma warning( disable : 4706 ) #pragma warning( error : 164 )// 把164号警告作为错误报出 // Some code #pragma warning( pop )   二、宏的常见陷阱    下面示范如何写一个简单的预处理宏max()；这个宏有两个参数，比较并返回其中较大的一个值。在写这样一个宏时，容易犯哪些错误？有四大易犯错误。 1）   不要忘记为参数加上括号 // 例1：括号陷阱一：参数 // #define max(a, b) a < b ? b : a 例如： max(i += 2, j) 展开后： i += 2 < j ? j : i += 2 考虑运算符优先级和语言规则，实际上是： i += ((2 < j) ? j : i += 2) 这种错误可能需要长时间的调试才可以发现。 2）   不要忘记为整个展开式加上括号 // 例2：括号陷阱二：展开式 // #define max(a, b) (a) < (b) ? (b) : (a)    例如：    m = max(j, k) + 42;    展开后为：    m = (j) < (k) ? (j) : (k) + 42; 考虑运算符优先级和语言规则，实际上是：    m = ((j) < (k)) ? (j) : ((k) + 42);    如果j >= k, m被赋值k+42,正确；如果j < k, m被赋值j,是错误的。如果给展开式加上括号，就解决了这个问题。 3）   当心多参数运算 // 例3：多参数运算 // #define max(a, b) ((a) < (b) ? (b) : (a)) max(++j, k);    如果++j的结果大于k，j会递增两次，这可能不是程序员想要的： ((++j) < (k) ? (k) : (++j))    类似的： max(f(), pi) 展开后： ((f()) < (pi) ? (pi) : (f())) 如果f()的结果大于等于pi，f()会执行两次，这绝对缺乏效率，而且可能是错误的。 4）   名字冲突 宏只是执行文本替换，而不管文本在哪儿，这意味着只要使用宏，就要小心对这些宏命名。具体来说，这个max宏最大的问题是，极有可能会和标准的max()函数模板冲突： // 例4：名字冲突 // #define max(a,b) ((a) < (b) ? (b) : (a)) #include <algorithm> // 冲突! 在<algorithm>中，有如下： template<typename T> const T& max(const T& a, const T& b); 宏将它替换为如下，将无法编译： template<typename T> const T& ((const T& a) < (const T& b) ? (const T& b) : (const T& a)); 所以，我们尽量避免命名的冲突，想出一个不平常的，难以拼写的名字，这样才能最大可能地避免与其他名字空间冲突。   宏的其他缺陷： 5）   宏不能递归    容易理解。 6）   宏没有地址 你可能得到任何自由函数或成员函数的指针，但不可能得到一个宏的指针，因为宏没有地址。宏之所以没有地址，原因很显然===宏不是代码，宏不会以自身的形势存在，因为它是一种被美化了的文本替换规则。 7）   宏有碍调试 在编译器看到代码之前，宏就会修改相应的代码，因而，他会严重改变变量名称和其他名称；此外，在调试阶段，无法跟踪到宏的内部。