文本替换宏
预处理器支持文本宏替换。亦支持仿函数文本宏替换。
语法
#define 标识符 替换列表(可选)
|
(1) | ||||||||
#define 标识符( 形参 ) 替换列表(可选)
|
(2) | ||||||||
#define 标识符( 形参, ... ) 替换列表(可选)
|
(3) | (C++11 起) | |||||||
#define 标识符( ... ) 替换列表(可选)
|
(4) | (C++11 起) | |||||||
#undef 标识符
|
(5) | ||||||||
解释
#define 指令
#define 指令将 标识符 定义为宏，即指示编译器以将其后出现的所有 标识符 都替换为 替换列表，而它也可以被进一步处理。若该标识符已被定义为任何类型的宏，则除非这些定义都相同，否则程序非良构。
仿对象宏
仿对象宏（object-like）以 替换列表 替换每次出现的被定义 标识符。#define 指令的版本 (1) 准确表现如此。
仿函数宏
仿函数宏（function-like）以 替换列表 替换每次出现的被定义 标识符，可选地接受一定量的实参，它们随即替换掉 替换列表 中出现的任何对应的 形参。
仿函数宏语法类似函数调用语法：每个宏名实例后随一个 ( 作为下个预处理记号，所引入的记号序列将被替换为 替换列表。该序列以匹配的 ) 记号终止，跳过中间的匹配左右括号对。
对于版本 (2)，实参数量必须与宏定义中的形参数量相同。对于版本 (3,4) ，实参数量必须多于 (C++20 前)不少于 (C++20 起)形参数量（不计 ...）。否则程序非良构。若标识符未使用函数写法，即它自身之后无括号，则它完全不被替换。
#define 指令的版本 (2) 定义简单仿函数宏。
#define 指令的版本 (3) 定义有可变数量实参的仿函数宏。额外的实参（是谓可变实参）可用 __VA_ARGS__ 标识符访问，它会被与要被替换的标识符一起提供的实参替换。
#define 指令的版本 (4) 定义有可变数量实参的仿函数宏，但无常规实参。额外的实参（是谓可变实参）只能用 __VA_ARGS__ 标识符访问，它会被与要被替换的标识符一起提供的实参替换。
|
对于版本 (3,4)，替换列表 可以含有记号序列“ #define F(...) f(0 __VA_OPT__(,) __VA_ARGS__) #define G(X, ...) f(0, X __VA_OPT__(,) __VA_ARGS__) #define SDEF(sname, ...) S sname __VA_OPT__(= { __VA_ARGS__ }) F(a, b, c) // 替换为 f(0, a, b, c) F() // 替换为 f(0) G(a, b, c) // 替换为 f(0, a, b, c) G(a, ) // 替换为 f(0, a) G(a) // 替换为 f(0, a) SDEF(foo); // 替换为 S foo; SDEF(bar, 1, 2); // 替换为 S bar = { 1, 2 }; |
(C++20 起) |
注意：若仿函数宏的实参中包含不为匹配的左右括号对所保护的逗号（最常出现于模板实参列表中，如 assert(std::is_same_v<int, int>); 或 BOOST_FOREACH(std::pair<int,int> p, m)），则逗号被解释成宏实参分隔符，并造成由于实参数量不匹配所致的编译失败。
保留宏名
包含标准库头文件的翻译单元不可 #define 或 #undef 声明于任何标准库头文件中所声明的名字。
使用标准库任何部分的翻译单元不可 #define 或 #undef 词法上等同于下列内容的名称：
| (C++11 起) |
|
除了可定义 |
(C++20 起) |
否则，行为未定义。
# 与 ## 运算符
仿函数宏中，替换列表 中放在标识符前的 # 运算符，使标识符运行形参替换，并将其结果以引号包围，实际上创建一个字符串字面量。另外，预处理器为内嵌的字符串字面量（若它存在）外围的引号添加反斜杠以进行转义，并按需要双写字符串中的反斜杠。移除所有前导和尾随空白符，并将文本中间（但非内嵌字符串字面量中间）的任何空白符序列缩减成单个空格。此操作被称为“字符串化”，若字符串化的结果不是合法的字符串字面量，则行为未定义。
|
#define showlist(...) puts(#__VA_ARGS__) showlist(); // 展开成 puts("") showlist(1, "x", int); // 展开成 puts("1, \"x\", int") |
(C++11 起) |
替换列表 中任何两个相继标识符之间的 ## 运算符，使二个标识符（首先未被宏展开）上运行形参替换，然后将结果进行拼接。此操作被称为“拼接”或“记号粘贴”。只有一同组成合法记号的记号才可以粘贴：如组成更长标识符的标识符、组成数字的数字位，或组成 += 的运算符 + 和 =。不能通过粘贴 / 和 * 来创建注释，因为在考虑文本宏替换前，注释就已被移除了。若连接的结果不是合法记号，则行为未定义。
注意：一些编译器提供了一项扩展，允许 ## 出现于逗号后及 __VA_ARGS__ 前，此情况下 ## 在存在可变实参时不做任何事，但在不存在可变实参时移除逗号：这使得可以定义如 fprintf (stderr, format, ##__VA_ARGS__) 这样的宏。
#undef 指令
#undef 指令取消定义 标识符，即取消 #define 指令所作的 标识符 定义。若标识符未关联到宏，则忽略该指令。
预定义宏
下列宏名已预定义于每个翻译单元中。
| __cplusplus |
代表所用的 C++ 标准版本，展开成值 199711L(C++11 前)、201103L(C++11)、201402L(C++14) 或 201703L(C++17) (宏常量) |
| __STDC_HOSTED__ (C++11) |
若实现有宿主（运行在 OS 下）则展开成整数常量 1，若实现自立（不随 OS 运行）则展开成 0 (宏常量) |
| __FILE__ |
展开成当前文件名，作为字符串字面量，可用 #line 指令更改 (宏常量) |
| __LINE__ |
展开成源文件行号，整数常量，可用 #line 指令更改 (宏常量) |
| __DATE__ |
展开成翻译日期，形式为 "Mmm dd yyyy" 的字符串。若月中日期数小于 10 则 "dd" 的首字符为空格。月份名如同以 std::asctime() 生成 (宏常量) |
| __TIME__ |
展开成翻译时间，形式为 "hh:mm:ss" 的字符串字面量 (宏常量) |
| __STDCPP_DEFAULT_NEW_ALIGNMENT__ (C++17) |
展开成 std::size_t 字面量，其值为对不具对齐的 operator new 的调用所保证的对齐（更大的对齐将传递给具对齐重载，如 operator new(std::size_t, std::align_val_t)） (宏常量) |
实现可能预定义下列其他的宏名。
| __STDC__ |
若存在则为实现定义值，典型地用于指示 C 遵从性 (宏常量) |
| __STDC_VERSION__ (C++11) |
若存在则为实现定义值 (宏常量) |
| __STDC_ISO_10646__ (C++11) |
若 wchar_t 使用 Unicode ，则展开成 yyyymmL 形式的整数常量，日期指示所支持的 Unicode 的最近版本 (宏常量) |
| __STDC_MB_MIGHT_NEQ_WC__ (C++11) |
若对于基本字符集成员 'x' == L'x' 可能为假，则展开成 1，如在基于 EBCDIC 并且为 wchar_t 使用 Unicode 的系统上。 (宏常量) |
| __STDCPP_STRICT_POINTER_SAFETY__ (C++11) |
若实现支持严格 std::pointer_safety 则展开成 1 (宏常量) |
| __STDCPP_THREADS__ (C++11) |
若程序能拥有多于一个执行线程则展开成 1 (宏常量) |
这些宏的值（除了 __FILE__ 和 __LINE__），在翻译单元间保持为常量。试图重定义或取消定义这些宏导致未定义行为。
注意：在每个函数体的作用域内部，都有一个名为 __func__ 的特殊的函数局域预定义变量(C++11 起)，定义为一个持有具有实现定义格式的函数名的静态字符数组。它不是预处理器宏，但它与 __FILE__ 和 __LINE__ 一起使用，例如 assert。
语言功能特性测试宏下列宏预定义于每个翻译单元。
|
(C++20 起) |
示例
#include <iostream> // 制造函数工厂并使用它 #define FUNCTION(name, a) int fun_##name() { return a;} FUNCTION(abcd, 12) FUNCTION(fff, 2) FUNCTION(qqq, 23) #undef FUNCTION #define FUNCTION 34 #define OUTPUT(a) std::cout << "output: " #a << '\n' int main() { std::cout << "abcd: " << fun_abcd() << '\n'; std::cout << "fff: " << fun_fff() << '\n'; std::cout << "qqq: " << fun_qqq() << '\n'; std::cout << FUNCTION << '\n'; OUTPUT(million); // 注意缺少引号 }
输出：
abcd: 12 fff: 2 qqq: 23 34 output: million