现代C++中的预处理宏
--徐东来
摘要：在C++从C继承的遗产中，预处理宏是其中的一部分。在现代C++的发展过程中，预处理宏是否还有意义？本文将讨论之。
关键字：预处理 宏 #define #pragma
C++中有那么多灵活的特性，例如重载、类型安全的模板、const关键字等等，为什么程序员还要写“#define”这样的预处理指令？
典型的一个例子，大家都知道“const int a=100;”就比“#define a 100”要好，因为const提供类型安全、避免了预处理的意外修改等。
然而，还是有一些理由让我们去使用#define。
一、使用预处理宏
1） 守护头文件
为了防止头文件被多次包含，这是一种常用技巧。
#ifndef MYPROG_X_H
#define MYPROG_X_H
// … 头文件x.h的其余部分
#endif
2） 使用预处理特性
在调试代码中，插入行号或编译时间这类信息通常很有用，可以使用预定义的标准宏，例如__FILE__、__LINE__、__DATE__和__TIME__。
3） 编译时期选择代码
A. 调试代码
选择性的输出一些调试信息：
void f()
{
#ifdef _DEBUG
cerr<<”调试信息”<<endl;
#endif
// .. f()的其他部分
}
通常我们也可以用条件判断来代替：
void f()
{
if(_DEBUG)
{
cerr<<”调试信息”<<endl;
}
// .. f()的其他部分
}
B. 特定平台代码
同一函数同一功能在不同的编译平台上可能有不同的表现形式，我们可以通过定义宏来区分不同的平台。
C. 不同的数据表示方式
<<深入浅出MFC>>这本书对MFC框架中宏的使用解析的很透彻，也让我们领略到宏的强大功能。可以参看DECLARE_MESSAGE_MAP(),
BEGIN_MESSAGE_MAP, END_MESSAGE_MAP的实现。
4） #pragma的使用，例如用#pragma禁止掉无伤大雅的警告，用于可移植性的条件编译中。例如，
包含winsock2 lib文件：
#pragma comment(lib,”ws2_32”)
用如下预处理宏，可以使结构按1字结对齐：
#pragma pack(push)
#pragma pack(1)
// … 结构定义
#pragma pack(pop)
禁止掉某些警告信息：
#pragma warning( push )
#pragma warning( disable : 4705 )
#pragma warning( disable : 4706 )
#pragma warning( error : 164 )// 把164号警告作为错误报出
// Some code
#pragma warning( pop )
二、宏的常见陷阱
下面示范如何写一个简单的预处理宏max()；这个宏有两个参数，比较并返回其中较大的一个值。在写这样一个宏时，容易犯哪些错误？有四大易犯错误。
1） 不要忘记为参数加上括号
// 例1：括号陷阱一：参数
//
#define max(a, b) a < b ? b : a
例如：
max(i += 2, j)
展开后：
i += 2 < j ? j : i += 2
考虑运算符优先级和语言规则，实际上是：
i += ((2 < j) ? j : i += 2)
这种错误可能需要长时间的调试才可以发现。
2） 不要忘记为整个展开式加上括号
// 例2：括号陷阱二：展开式
//
#define max(a, b) (a) < (b) ? (b) : (a)
例如：
m = max(j, k) + 42;
展开后为：
m = (j) < (k) ? (j) : (k) + 42;
考虑运算符优先级和语言规则，实际上是：
m = ((j) < (k)) ? (j) : ((k) + 42);
如果j >= k, m被赋值k+42,正确；如果j < k, m被赋值j,是错误的。如果给展开式加上括号，就解决了这个问题。
3） 当心多参数运算
// 例3：多参数运算
//
#define max(a, b) ((a) < (b) ? (b) : (a))
max(++j, k);
如果++j的结果大于k，j会递增两次，这可能不是程序员想要的：
((++j) < (k) ? (k) : (++j))
类似的：
max(f(), pi)
展开后：
((f()) < (pi) ? (pi) : (f()))
如果f()的结果大于等于pi，f()会执行两次，这绝对缺乏效率，而且可能是错误的。
4） 名字冲突
宏只是执行文本替换，而不管文本在哪儿，这意味着只要使用宏，就要小心对这些宏命名。具体来说，这个max宏最大的问题是，极有可能会和标准的max()函数模板冲突：
// 例4：名字冲突
//
#define max(a,b) ((a) < (b) ? (b) : (a))
#include <algorithm> // 冲突!
在<algorithm>中，有如下：
template<typename T> const T&
max(const T& a, const T& b);
宏将它替换为如下，将无法编译：
template<typename T> const T&
((const T& a) < (const T& b) ? (const T& b) : (const T& a));
所以，我们尽量避免命名的冲突，想出一个不平常的，难以拼写的名字，这样才能最大可能地避免与其他名字空间冲突。
宏的其他缺陷：
5） 宏不能递归
容易理解。
6） 宏没有地址
你可能得到任何自由函数或成员函数的指针，但不可能得到一个宏的指针，因为宏没有地址。宏之所以没有地址，原因很显然===宏不是代码，宏不会以自身的形势存在，因为它是一种被美化了的文本替换规则。
7） 宏有碍调试
在编译器看到代码之前，宏就会修改相应的代码，因而，他会严重改变变量名称和其他名称；此外，在调试阶段，无法跟踪到宏的内部。