条件编译#if、##ifdef、#ifndef 及#define和const区别

程序员文章站 2024-03-23 11:49:22

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1、#ifndef的作用

1、头文件中使用，防止头文件被多重调用。
被重复引用是指一个头文件在同一个cpp文件中被include了多次，这种错误常常是由于include嵌套造成。
比如：存在a.h文件#include "c.h"而此时b.cpp文件导入了#include “a.h” 和#include "c.h"此时就会造成c.h重复引用。
2、作为测试使用，省去注释代码的麻烦。
VS/VC 有两种编译模式，Debug 和 Release。
使用 Debug 模式，这样便于程序的调试；而最终发布的程序，使用 Release 模式，这样编译器会进行很多优化，提高程序运行效率，删除冗余信息。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
    #ifdef _DEBUG
        printf("正在使用 Debug 模式编译程序...\n");
    #else
        printf("正在使用 Release 模式编译程序...\n");
    #endif

    system("pause");
    return 0;
}

3、作为不同角色或者场景的判断使用。
如跨平台，在 Windows 和 Linux 下都能运行程序示例

#include <stdio.h>
int main(){
    #if _WIN32
        printf("This is Windows!\n");
    #else
        printf("Unknown platform!\n");
    #endif
   
    #if __linux__
        printf("This is Linux!\n");
    #endif

    return 0;
}

2、头文件被重复引用会怎么样？

影响编译过程效率
对于大工程，头文件重复被引用会导致编译工作量加大，效率低下。
引起错误
在头文件中定义了全局变量(虽然这种方式不被推荐，但确实是C规范允许的)这种会引起重复定义。
如下示例，在vc中链接时就出现了变量 i 重复定义的错误，而在c中成功编译。

#ifndef AAA
#define AAA
...
int i;
...
#endif

问题分析：
(1).当你第一个使用这个头的.cpp文件生成.obj的时候，int i 在里面定义了当另外一个使用这个的.cpp再次[单独]生成.obj的时候，int i 又被定义然后两个obj被另外一个.cpp也include 这个头的，连接在一起，就会出现重复定义.
(2).把源程序文件扩展名改成.c后，VC按照C语言的语法对源程序进行编译，而不是C++。在C语言中，若是遇到多个int i，则自动认为其中一个是定义，其他的是声明。
(3).C语言和C++语言连接结果不同，可能（猜测）时在进行编译的时候，C++语言将全局
变量默认为强符号，所以连接出错。C语言则依照是否初始化进行强弱的判断的。（参考）

解决方案：
1).把源程序文件扩展名改成.c。

<x.c>
int i;

(2).推荐解决方案：
.h中只声明 extern int i;在.cpp中定义

<x.h>
#ifndef __X_H__
#define __X_H__
extern int i;
#endif //__X_H__

3、头文件中都要加入#ifndef/#define/#endif ？

不是，但是不管怎样，用#ifndef xxx #define xxx #endif或者其他方式避免头文件重复包含，只有好处没有坏处。个人觉得培养一个好的编程习惯是学习编程的一个重要分支。

4、#ifndef/#define/#endif 具体含义

#ifndef A_H意思是"if not define a.h" 如果不存在a.h
接着的语句应该#define A_H 就引入a.h
最后一句应该写#endif 否则不需要引入

#ifdef identifier
#ifndef identifier

这些指令等效于：

#if defined identifier
#if !defined identifier

5、#ifndef/#define/#endif 示例

#ifndef _STDIO_H_   //如：头文件stdio.h,命名规则一般是头文件名全大写，前后加下划线
#define _STDIO_H_ 
...... 
#endif

6、 #if，#ifdef， #ifndef 的比较

#if 后面跟的是“整型常量表达式”，而 #ifdef 和 #ifndef 后面跟的只能是一个宏名。
#if 命令要求判断条件为“整型常量表达式”，也就是说，表达式中不能包含变量，而且结果必须是整数；而 if 后面的表达式没有限制，只要符合语法就行

#include <stdio.h>
#define NUM1 10
#define NUM2 20
int main(){
    #if (defined NUM1 && defined NUM2)
        //代码A
        printf("NUM1: %d, NUM2: %d\n", NUM1, NUM2);
    #else
        //代码B
        printf("Error\n");
    #endif
    return 0;
}

7、const 与 #define的比较

宏定义 #define
指令都是以#开始的，我们来看一下简单的宏定义（对象式宏）

　　#define MAX(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))
　　#define ISLEAP(y) ((y)%4==0&&(y)%100!=0||(y)%400==0)
　　#define ISSMALL(m) ((m)==4||(m)==6||(m)==9||(m)==11)
　　#define NORMAL(m) (ISSMALL(m)?30:31)
　　#define DAYS(y,m) ((m)==2?28+ISLEAP(y):NORMAL(m))

用于调试的示例：

#if (comdition)
　　{//语句##；}
#endif
　　//如果（comdition）为真， 也就是逻辑1的话，编译下面的语句，如果（comdition）为假，即逻辑0，则不编译下面的语句。例子如下：
　　#define DEBUG 1
　　#if DEBUG
　　Printf(“Value of i:%d\n”, i);
　　Printf(“Value of j:%d\n”, j);
　　#endif

const 与 #define比较
角度1：定义常量：
const 定义的常数是变量也带类型， #define 定义的只是个常数不带类型。
角度2：空间占用
宏定义不分配内存，变量定义分配内存，
const常量会在内存中分配(可以是堆中也可以是栈中)

#define PI 3.14     //预处理后 占用代码段空间
const float PI=3.14;    //本质上还是一个 float，占用数据段空间

角度3：起作用的阶段
define是在编译的预处理阶段起作用，而const是在编译、运行的时候起作用
角度4：起作用的方式
define只是简单的字符串替换，没有类型检查。而const有对应的数据类型，是要进行判断的，可以避免一些低级的错误

#define N 2+3 //我们预想的N值是5，我们这样使用N
double a = N/2;  //我们预想的a的值是2.5，可实际上a的值是3.5

角度5：代码调试
const常量可以进行调试的，define是不能进行调试的，因为在预编译阶段就已经替换掉
角度6：重定义
const不能重定义，而#define可以通过#undef取消某个符号的定义，再重新定义
角度7：防止头文件重复引用
define可以用来防止头文件重复引用
角度8：复杂功能
使用define会使得代码看起来非常简单，而const无法实现该功能
例如，MFC在实现六大核心机制中，大量使用了define
1、MFC程序的初始化
2、运行时类型识别（RTTI）
3、动态创建
4、永久保存
5、消息映射
6、消息传递

比如，在实现RTTI功能的时候，定义了如下宏，代码如下：

#define DECLARE_DYNCREATE(class_name) \

    DECLARE_DYNAMIC(class_name)\

    static CObject* PASCALCreateObject();

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