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C語言條件編譯詳解

假如現在要開發一個C語言程式,讓它輸出紅色的文字,並且要求跨平臺,在 Windows 和 Linux 下都能執行,怎麼辦呢?

這個程式的難點在於,不同平臺下控制文字顏色的程式碼不一樣,我們必須要能夠識別出不同的平臺

Windows 有專有的巨集_WIN32,Linux 有專有的巨集__linux__,以現有的知識,我們很容易就想到了 if else,請看下面的程式碼:

#include <stdio.h>
int main(){
    if(_WIN32){
        system("color 0c");
        printf("http://www.baidu.com\n");
    }else if(__linux__){
        printf("\033[22;31mhttp://www.baidu.com\n\033[22;30m");
    }else{
        printf("http://www.baidu.com\n");
    }
    return 0;
}

但這段程式碼是錯誤的,在 Windows 下提示 __linux__ 是未定義的識別符號,在 Linux 下提示 _Win32 是未定義的識別符號。對上面的程式碼進行改進:

#include <stdio.h>
int main(){
    #if _WIN32
        system("color 0c");
        printf("http://www.baidu.com\n");
    #elif __linux__
        printf("\033[22;31mhttp://www.baidu.com\n\033[22;30m");
    #else
        printf("http://www.baidu.com\n");
    #endif
    return 0;
}

#if、#elif、#else 和 #endif 都是預處理命令,整段程式碼的意思是:如果巨集 _WIN32 的值為真,就保留第 4、5 行程式碼,刪除第 7、9 行程式碼;如果巨集 __linux__ 的值為真,就保留第 7 行程式碼;如果所有的巨集都為假,就保留第 9 行程式碼。

這些操作都是在預處理階段完成的,多餘的程式碼以及所有的巨集都不會參與編譯,不僅保證了程式碼的正確性,還減小了編譯後文件的體積

這種能夠根據不同情況編譯不同程式碼、產生不同目標檔案的機制,稱為條件編譯。條件編譯是預處理程式的功能,不是編譯器的功能

條件編譯有多種形式,下面一一講解。

#if 命令

#if 命令的完整格式為:

它的意思是:如常量“表示式1”的值為真(非0),就對“程式段1”進行編譯,否則就計算“表示式2”,結果為真的話就對“程式段2”進行編譯,為假的話就繼續往下匹配,直到遇到值為真的表示式,或者遇到 #else。這一點和 if else 非常類似。

需要注意的是,#if 命令要求判斷條件為“整型常量表達式也就是說,表示式中不能包含變數,而且結果必須是整數;而 if 後面的表示式沒有限制,只要符合語法就行。這是 #if 和 if 的一個重要區別。

#elif 和 #else 也可以省略,如下所示:

#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;
}

#ifdef 命令

#ifdef 命令的格式為:

它的意思是,如果當前的巨集已被定義過,則對“程式段1”進行編譯,否則對“程式段2”進行編譯

也可以省略 #else

VS/VC 有兩種編譯模式,Debug 和 Release。

  • 在學習過程中,我們通常使用 Debug 模式,這樣便於程式的除錯;
  • 而最終釋出的程式,要使用 Release 模式,這樣編譯器會進行很多優化,提高程式執行效率,刪除冗餘資訊

為了能夠清楚地看到當前程式的編譯模式,我們不妨在程式中增加提示,請看下面的程式碼:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
    #ifdef _DEBUG
        printf("正在使用 Debug 模式編譯程式...\n");
    #else
        printf("正在使用 Release 模式編譯程式...\n");
    #endif
    system("pause");
    return 0;
}

當以 Debug 模式編譯程式時,巨集 _DEBUG 會被定義,預處器會保留第 5 行程式碼,刪除第 7 行程式碼。反之會刪除第 5 行,保留第 7 行。  

#ifndef 命令

#ifndef 命令的格式為:

 

與 #ifdef 相比,僅僅是將 #ifdef 改為了 #ifndef。它的意思是,如果當前的巨集未被定義,則對“程式段1”進行編譯,否則對“程式段2”進行編譯,這與 #ifdef 的功能正好相反。

區別

最後需要注意的是,#if 後面跟的是“整型常量表達式”,而 #ifdef 和 #ifndef 後面跟的只能是一個巨集名,不能是其他的。

例如,下面的形式只能用於 #if:

#include <stdio.h>
#define NUM 10
int main(){
    #if NUM == 10 || NUM == 20
        printf("NUM: %d\n", NUM);
    #else
        printf("NUM Error\n");
    #endif
    return 0;
}

執行結果:NUM: 10

再如,兩個巨集都存在時編譯程式碼A,否則編譯程式碼B:

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

執行結果:NUM1: 10, NUM2: 20

#ifdef 可以認為是 #if defined 的縮寫。