预处理器¶

`module` 和 `import` 指令也是预处理指令。(C++20 起)

预处理器有一下几类 - 有条件编译源文件的某些部分（由 #if、#ifdef、#ifndef、#else、#elif、#elifdef、#elifndef (C++23 起) 和 #endif 指令控制）。 - 替换文本宏，同时可能对标识符进行拼接或加引号（由 #define 和 #undef 指令与 # 和 ## 运算符控制）。 - 包含其他文件（由 #include 指令控制并以 __has_include 检查 (C++17 起)）。 - 导致错误或警告(C++23 起)（由指令 #error 或 #warning (C++23 起) 控制）。 - 由实现定义的行为（由 #pragma 指令和 _Pragma 运算符 (C++11 起) 控制）。 - 对预处理器可用的文件名和行信息（由 #line 指令控制）

1 条件包含¶

- `#if、#elif、#else`是一组。
- `#ifdef、#ifndef、#elifdef、#elifndef、#endif`是一组。

语法如下：

语法	注释
`#if` 表达式	`#if 0` 这个条件是假
`#elif` 表达式
`#else`
`#ifdef` 标识符	等价于 `#if defined`
`#ifndef` 标识符	等价于 `#if !defined`
`#elifdef` 标识符	(C++23 起) 等价于`#elif defined`
`#elifndef` 标识符	(C++23 起) 等价于 `#elif !defined`
`#endif`

示例：

#define ABCD 2
#include <iostream>

int main()
{

#ifdef ABCD
    std::cout << "1: yes\n";
#else
    std::cout << "1: no\n";
#endif

#ifndef ABCD
    std::cout << "2: no1\n";
#elif ABCD == 2
    std::cout << "2: yes\n";
#else
    std::cout << "2: no2\n";
#endif

#if !defined(DCBA) && (ABCD < 2*4-3)
    std::cout << "3: yes\n";
#endif


// 注意若编译器不支持 C++23 的 #elifdef/#elifndef 指令则会选择“不期待”块（见后述）。
#ifdef CPU
    std::cout << "4: no1\n";
#elifdef GPU
    std::cout << "4: no2\n";
#elifndef RAM
    std::cout << "4: yes\n"; // 期待的块
#else
    std::cout << "4: no!\n"; // 由于跳过未知的指令不期待地选择此块
                             // 并直接从 "#ifdef CPU" “跳”到此 "#else" 块
#endif

// 为修复此问题，我们可以条件性地仅若支持 C++23 指令 #elifdef/#elifndef
// 才定义 ELIFDEF_SUPPORTED 宏。
#if 0
#elifndef UNDEFINED_MACRO
#define ELIFDEF_SUPPORTED
#else
#endif

#ifdef ELIFDEF_SUPPORTED
    #ifdef CPU
        std::cout << "4: no1\n";
    #elifdef GPU
        std::cout << "4: no2\n";
    #elifndef RAM
        std::cout << "4: yes\n"; // 期待的块
    #else
        std::cout << "4: no3\n";
    #endif
#else // 不支持 #elifdef 时使用累赘的旧 `#elif defined`
    #ifdef CPU
        std::cout << "4: no1\n";
    #elif defined GPU
        std::cout << "4: no2\n";
    #elif !defined RAM
        std::cout << "4: yes\n"; // 期待的块
    #else
        std::cout << "4: no3\n";
    #endif
#endif
}

2 文本替换宏¶

语法: | 语法 | 注释 | | ------------------------------------ | ---------- | | #define 标识符替换列表(可选) | | | #define 标识符(形参) 替换列表(可选) | | | #define 标识符(形参, ... )替换列表(可选) | (C++11 起) | | #define 标识符( ... )替换列表(可选) | (C++11 起) | | #undef 标识符* | |

3 源文件包含¶

`#include`只是把其它文件*完整的拷贝到*当前文件中。（在#include行的位置替换）

功能：将其他源文件包含到当前源文件中紧随指令之后的一行。
语法： | 语法 | 注释 | | ------------------------------------------------------------ | ---------- | | #include < h字符序列 > 换行 | | | #include " q字符序列 " 换行 | | | #include 记号序列换行 | | | __has_include ( " q字符序列 " ) 和 __has_include ( < h字符序列 > ) | (C++17 起) 检查一个头或源文件是否可以被包含。| | __has_include ( 字符串字面量 ) 和 __has_include ( < h记号序列 > ) | (C++17 起) |
示例

#if __has_include(<optional>)
#  include <optional>
#  define has_optional 1
   template<class T> using optional_t = std::optional<T>;
#elif __has_include(<experimental/optional>)
#  include <experimental/optional>
#  define has_optional -1
   template<class T> using optional_t = std::experimental::optional<T>;
#else
#  define has_optional 0
#  include <utility>
template<class V> class optional_t {
    V v_{}; bool has_{false};
  public:
    optional_t() = default;
    optional_t(V&& v) : v_(v), has_{true} {}
    V value_or(V&& alt) const& { return has_ ? v_ : alt; }
    /*...*/
};
#endif

#include <iostream>

int main()
{
    if (has_optional > 0)
        std::cout << "<optional> 存在\n";
    else if (has_optional < 0)
        std::cout << "<experimental/optional> 存在\n";
    else
        std::cout << "<optional> 不存在\n";

    optional_t<int> op;
    std::cout << "op = " << op.value_or(-1) << '\n';
    op = 42;
    std::cout << "op = " << op.value_or(-1) << '\n';
}

可能的输出

<optional> 存在
op = -1
op = 42