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# C 语言的预处理宏定义指令 #define

宏定义指令（#define）将源码中的特定的标识符替换为指定文本。格式为：

#define 宏名 替换文本

替换文件可以为空

例如：

#define N 10        // 将 N 替换为 10

int array[N];
for (int i = 0; i < N; i += 1)
{
    array[i] = i;
}

经过预处理后得到：

int array[10];
for (int i = 0; i < 10; i += 1)
{
    array[i] = i;
}

代码中的 N 被 10 取代

# 取消宏定义

使用 #undef 指令可以取消宏定义：

#undef 宏名

例如：

#define N 10        // 将 N 替换为 10

int array[10];
for (int i = 0; i < 10; i += 1)
{
    array[i] = i;
}

#undef N            // 取消替换 N

宏定义在用完后被取消

# GCC 的 `-D` 选项

GCC 的 -D 选项允许你在命令行中直接定义宏，而无需修改源代码。它的作用等同于在源代码文件开头使用 #define 指令。

例如:

gcc main.c -DDEBUG          # 等价于 #define DEBUG
gcc main.c -DVERSION=1.0    # 等价于 #define VERSION 1.0

# 带参数的宏

宏定义可以带有参数。

#define 宏名(参数列表) 替换文本

例如：

#define MUL(X, Y) ((X) * (Y))

int n = 3 / MUL(1+1, 2+2);

经过预处理后得到：

int n = 3 / ((1+1) * (2+2));

注意添加括号，避免运算符优先级带来意料之外的结果

# 字符串化运算符

在带参数的宏定义中，可以使用 # 运算符将实际参数转换为字符串。例如：

#define STR(X) #X

const char* str1 = STR(hello);
const char* str2 = STR(world);

经过预处理后得到：

const char* str1 = "hello";
const char* str2 = "world";

# 连接运算符

在带参数的宏定义中，可以使用 ## 运算符将实际参数进行拼接。例如：

#define CONCAT(X, Y) X ## Y

CONCAT(str, len)
CONCAT(str, cpy)
CONCAT(str, cmp)

经过预处理后得到：

strlen
strcpy
strcmp

# 可变参数

宏可以接受可变数量的参数，参数列表中通过三个点（...）表示，替换文本中使用 __VA_ARGS__ 表示形式参数。

#define 宏名(参数, ...) 替换文本

例如：

#define LOG_DEBUG(fmt, ...)   printf("[DEBUG]" fmt, __VA_ARGS__)

LOG_DEBUG("%jd 系统启动\n", (intmax_t)time(NULL));
LOG_DEBUG("%jd 进行操作 %s\n", (intmax_t)time(NULL), "操作A");
LOG_DEBUG("%jd 进行操作 %s\n", (intmax_t)time(NULL), "操作B");
LOG_DEBUG("%jd 系统退出\n", (intmax_t)time(NULL));

经过预处理后得到：

printf("[DEBUG]" "%jd 系统启动\n", (intmax_t)time(NULL));
printf("[DEBUG]" "%jd 进行操作 %s\n", (intmax_t)time(NULL), "操作A");
printf("[DEBUG]" "%jd 进行操作 %s\n", (intmax_t)time(NULL), "操作B");
printf("[DEBUG]" "%jd 系统退出\n", (intmax_t)time(NULL));

在可变参数 __VA_ARGS__ 之前添加 ## 运算符，可以在可变参数为空时消除之前的逗号。

例如：

#define LOG_DEBUG(fmt, ...)   printf("[DEBUG]" fmt, __VA_ARGS__)
#define LOG_DEBUG2(fmt, ...)   printf("[DEBUG]" fmt, ##__VA_ARGS__)

LOG_DEBUG("系统启动\n")
LOG_DEBUG2("系统退出\n")

经过预处理后得到：

printf("[DEBUG]" "系统启动\n", )     // 多出的逗号会导致编译错误
printf("[DEBUG]" "系统退出\n")

__VA_ARGS__ 为空时，多出的逗号导致编译错误
##__VA_ARGS__ 为空时，逗号被消除

# do ... while(0)

对于复杂的宏定义，常常使用 do ... while(0) 进行包裹。

其作用在于避免与 if 等语法结构进行组合时产生错误或意料之外的结果。例如：

#define ERR(FMT, ...)                                   \
do {                                                    \
    fprintf(stderr, "[ERROR]: " FMT, ##__VA_ARGS__);    \
    exit(EXIT_FAILURE);                                 \
} while(0)

if (error)
    ERR("发生错误\n");
else
    printf("OK\n");

经过预处理后得到：

if (error)
    do { 
        fprintf(stderr, "[ERROR]: " "发生错误\n"); 
        exit(EXIT_FAILURE); 
    } while(0);
else
    printf("OK\n");

如果不进行包裹：

#define ERR(FMT, ...)                                   \
    fprintf(stderr, "[ERROR]: " FMT, ##__VA_ARGS__);    \
    exit(EXIT_FAILURE);

if (error)
    ERR("发生错误\n");
else
    printf("OK\n");

经过预处理后得到：

if (error)
    fprintf(stderr, "[ERROR]: " "发生错误\n"); 
exit(EXIT_FAILURE);; // 不属于 if 块
else // 没有对应的 if
    printf("OK\n");

宏里只有第一句代码 printf(...) 属于 if 块，之后的代码不属于 if 块；并且 else 没有对应的 if。

仅使用花括号（{}）包裹时：

#define ERR(FMT, ...)                                   \
{                                                       \
    fprintf(stderr, "[ERROR]: " FMT, ##__VA_ARGS__);    \
    exit(EXIT_FAILURE);                                 \
}

if (error)
    ERR("发生错误\n");
else
    printf("OK\n");

经过预处理后得到：

if (error)
{
    fprintf(stderr, "[ERROR]: " "发生错误\n"); 
    exit(EXIT_FAILURE);
}; // 分号导致后面的 else 没有对应的 if
else // 没有对应的 if
    printf("OK\n");

if 块之后的分号表示语句结束，因此后面的 else 没有对应的 if。

# 预定义宏

预定义宏是由编译器或标准库预先定义的宏，主要用于在编译期间提供关于编译环境的信息，从而让程序能够根据不同的环境进行条件编译或执行特定操作。

# 标准预定义宏

标准预定义宏	标准	说明
`__STDC__`	C89	值为 `1`，旨在表明实现符合标准
`__STDC_VERSION__`	C95	`199409L`, 表示 C 语言标准版本
	C99	`199901L`
	C11	`201112L`
	C17	`201710L`
	C23	`202311L`
`__STDC_HOSTED__`	C99	`1` 表示运行在操作系统中，`0` 表示运行无操作系统运行
`__FILE__`	C89	当前文件名
`__LINE__`	C89	当前行号
`__DATE__`	C89	`"Mmm dd yyyy"` 格式的日期
`__TIME__`	C89	`"hh:mm:ss"` 格式的日期

# 编译器标识宏

编译器标识宏	描述	环境
`_MSC_VER`	Microsoft Visual C++ 编译器版本号（如 `1920` 代表 VS2019）	MSVC
`_MSC_FULL_VER`	MSVC 完整版本号	MSVC
`__GNUC__`	GCC 主版本号	GCC
`__GNUC_MINOR__`	GCC 次版本号	GCC
`__GNUC_PATCHLEVEL__`	GCC 补丁版本号	GCC
`__clang__`	Clang 编译器标识	Clang/LLVM
`__INTEL_COMPILER`	Intel C++ 编译器标识	Intel
`__BORLANDC__`	Borland C++ 编译器版本	Borland
`__TINYC__`	Tiny C 编译器标识	TCC
`__CYGWIN__`	Cygwin 环境标识	Cygwin
`__MINGW32__`	MinGW 32位环境标识	MinGW
`__MINGW64__`	MinGW 64位环境标识	MinGW64

# 操作系统平台宏

操作系统平台宏	描述	环境
`_WIN32`	32位和64位 Windows 平台	Windows
`_WIN64`	64位 Windows 平台	Windows
`__linux__`	Linux 操作系统	Linux
`__unix__`	Unix 系统（通常包括Linux）	Unix-like
`__APPLE__`	Apple 平台（macOS, iOS等）	Apple
`__MACH__`	Mach 内核（通常与 `__APPLE__` 一起出现）	Apple
`__ANDROID__`	Android 平台	Android
`__FreeBSD__`	FreeBSD 操作系统	FreeBSD
`__OpenBSD__`	OpenBSD 操作系统	OpenBSD
`__NetBSD__`	NetBSD 操作系统	NetBSD
`__DragonFly__`	DragonFly BSD 操作系统	DragonFly BSD
`__sun`	Solaris 或 SunOS 系统	Sun/Oracle
`__hpux`	HP-UX 操作系统	HP-UX

# 处理器架构宏

宏名称	描述	环境
`__i386__`	x86 32位架构	x86
`__i686__`	i686 架构（Pentium Pro及以上）	x86
`__x86_64__`	x86-64 64位架构	x86-64
`__amd64__`	AMD64 架构（同 x86-64）	AMD
`__arm__`	ARM 架构（32位）	ARM
`__aarch64__`	ARM64 架构（64位）	ARM
`__powerpc__`	PowerPC 架构	PowerPC
`__ppc__`	PowerPC 架构（缩写）	PowerPC
`__ppc64__`	PowerPC 64位架构	PowerPC
`__mips__`	MIPS 架构	MIPS
`__mips64`	MIPS 64位架构	MIPS
`__sparc__`	SPARC 架构	SPARC
`__sparc64__`	SPARC 64位架构	SPARC

# 功能检测宏

宏名称	描述	环境
`__LP64__`	64位数据模型（long和pointer是64位）	64位系统
`__ILP32__`	32位数据模型（int, long, pointer是32位）	32位系统
`__BYTE_ORDER__`	字节序（`__ORDER_LITTLE_ENDIAN__` 或 `__ORDER_BIG_ENDIAN__`）	GCC/Clang
`__LITTLE_ENDIAN__`	小端字节序	小端系统
`__BIG_ENDIAN__`	大端字节序	大端系统
`__SIZEOF_INT__`	int类型的大小（字节）	编译器
`__SIZEOF_LONG__`	long类型的大小（字节）	编译器
`__SIZEOF_POINTER__`	指针类型的大小（字节）	编译器

# 推荐阅读

# 参考标准

C23 standard (ISO/IEC 9899:2024):
- 6.10.4 Macro replacement (p: 187-184)
- 6.10.9 Predefined macro names (p: 186-188)
C17 standard (ISO/IEC 9899:2018):
- 6.10.3 Macro replacement (p: 121-126)
- 6.10.8 Predefined macro names (p: 127-129)
C11 standard (ISO/IEC 9899:2011):
- 6.10.3 Macro replacement (p: 166-173)
- 6.10.8 Predefined macro names (p: 175-176)
C99 standard (ISO/IEC 9899:1999):
- 6.10.3 Macro replacement (p: 151-158)
- 6.10.8 Predefined macro names (p: 160-161)
C89/C90 standard (ISO/IEC 9899:1990):
- 3.8.3 Macro replacement
- 3.8.8 Predefined macro names

本文更新于: 2025-11-27 09:38:06 创建于: 2025-11-27 09:38:06

# C 语言的预处理宏定义指令 #define

# 取消宏定义

# GCC 的 -D 选项

# 带参数的宏

# 字符串化运算符

# 连接运算符

# 可变参数

# do ... while(0)

# 预定义宏

# 标准预定义宏

# 编译器标识宏

# 操作系统平台宏

# 处理器架构宏

# 功能检测宏

# 推荐阅读

# 参考标准

# GCC 的 `-D` 选项