C++内置宏定义

1. 标准内置宏定义

标准内置宏定义是由相关的语言标准定义的,因此对于实现了这些语言标准的编译器来说都是可使用的。

  • __FILE__:字符串格式,指示当前处理的文件路径。
  • __LINE__:数字格式,指示当前处理的代码行号。
  • #line:用来修改当前行的下一行的行号,即下一行的 __LINE__#line 所指定的数字开始。
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#include<stdio.h>

int main()
{
printf("Line: %d\n", __LINE__); // 5
#line 100
printf("Line: %d\n", __LINE__); // 100
return 0;
}

【注】__FILE____LINE__ 宏主要用于错误处理,可以很方便地定位错误位置。

  • C99 引入了 __func__,它和 GCC 提供的 __FUNCTION__ 功能类似,二者都是字符串格式,指示当前处理的函数名。

【注】__func____FUNCTION__ 本质上都不是宏,因为预处理器并不知道当前处理的函数名。

  • __DATE__:字符串格式,指示预处理器处理当前代码时的日期。
  • __TIME__:字符串格式,指示预处理器处理当前代码时的时间。
  • __STDC__:常数格式,一般值为 1,用来告诉编译器遵守 ISO 标准 C 格式。
  • __STDC_VERSION__:常数格式,指示当前使用的 C 语言标准版本,格式为 yyyymmL,其中 yyyymm 分别表示年份和月份。
  • __STDC_HOSTED__:数字格式,1 表示要编译的对象是一个 Hosted Environment,否则表示不是。

【注】一个 Hosted Environment 表示具有可用的标准 C 库的完整功能。

  • __cplusplus:当使用了 C++ 编译器时,该宏被定义。因此可以它来测试编译时使用的编译器是 C 编译器还是 C++ 编译器。当 __cplusplus 被定义时,其格式和 __STDC_VERSION__ 类似,只不过指示的是 C++ 语言的标准版本号。
  • __OBJC__:当使用了 Objective-C 编译器时,该宏被定义。因此可以它来测试编译时使用的编译器是 C 编译器还是 Objective-C 编译器。当 __OBJC__ 被定义时,其格式和 __STDC_VERSION__ 类似,只不过指示的是 Objective-C 语言的标准版本号。
  • __ASSEMBLER__:当预处理汇编语言时,该宏被定义。

2. 公共内置宏定义

公共内置宏定义是 GNU C 的扩展,只要使用了 GNU C 或者 GNU Fortran,这些宏都是可使用的。公共内置宏定义数量繁多,因此仅介绍常用的一些宏,更多可以参见官方文档:Common Predefined Macros

  • __COUNTER__:累加器,每次使用一次就递增 1。因此可以用来当作唯一标识符使用。
  • __GNUC____GNUC_MINOR____GNUC_PATCHLEVEL__:这些宏在使用了 C 预处理器的所有编译器中都定义了。它们分别指示了编译器的主版本号、次版本号和补丁版本号,均为整数常数。
  • __BASE_FILE__:字符串格式,指示了主文件的路径。
  • __FILE_NAME__:字符串格式,指示了当前文件路径的 Basename,即文件名。
  • __INCLUDE_LEVEL__:数字格式,指示了当前嵌套深度。从 0 开始,每进入一次 #include 指示的头文件,__INCLUDE_LEVEL__ 增加 1
  • __VERSION__:字符串格式,指示了编译器的版本号。
  • __OPTIMIZE____OPTIMIZE_SIZE____NO_INLINE__:这些宏描述了编译模式。__OPTIMIZE__ 在所有的优化编译中都定义了,比如 O1O2 等优化模式下;当编译器优化文件大小而不是运行速度时,__OPTIMIZE_SIZE__ 被定义;当编译器内联展开被禁止时,__NO_INLINE__ 被定义。
  • __CHAR_UNSIGNED____WCHAR_UNSIGNED__:GCC 定义了宏 __CHAR_UNSIGNED____WCHAR_UNSIGNED__ 当且仅当数据类型 charwchat_t 在目标主机上是无符号类型。
  • __CHAR_BIT__:数字格式,表示一个 char 数据类型占用多少 bit。
  • __BYTE_ORDER____ORDER_LITTLE_ENDIAN____ORDER_BIG_ENDIAN____ORDER_PDP_ENDIAN____BYTE_ORDER__ 取值只能是 __ORDER_LITTLE_ENDIAN____ORDER_BIG_ENDIAN____ORDER_PDP_ENDIAN__ 中的一种。表示多字节/字数据的存储模式,__ORDER_LITTLE_ENDIAN____ORDER_BIG_ENDIAN__ 即大小端模式,而 __ORDER_PDP_ENDIAN__ 表示对于 16 位的字按照小端模式存储,对于 32 位双字中的 16 位子字是按照大端模式存储的。
  • __FLOAT_WORD_ORDER__:表示浮点双字的存储模式,其值只能取 __ORDER_LITTLE_ENDIAN____ORDER_BIG_ENDIAN__ 中的一种。

GCC 定义了一批和数据类型对应的宏,如下表所示:

数据类型 数据类型宏
size_t __SIZE_TYPE__
ptrdiff_t __PTRDIFF_TYPE__
wchar_t __WCHAR_TYPE__
wint_t __WINT_TYPE__
intmax_t __INTMAX_TYPE__
uintmax_t __UINTMAX_TYPE__
sig_atomic_t __SIG_ATOMIC_TYPE__
int8_t __INT8_TYPE__
int16_t __INT16_TYPE__
int32_t __INT32_TYPE__
int64_t __INT64_TYPE__
uint8_t __UINT8_TYPE__
uint16_t __UINT16_TYPE__
uint32_t __UINT32_TYPE__
uint64_t __UINT64_TYPE__
int_least8_t __INT_LEAST8_TYPE__
int_least16_t __INT_LEAST16_TYPE__
int_least32_t __INT_LEAST32_TYPE__
int_least64_t __INT_LEAST64_TYPE__
uint_least8_t __UINT_LEAST8_TYPE__
uint_least16_t __UINT_LEAST16_TYPE__
uint_least32_t __UINT_LEAST32_TYPE__
uint_least64_t __UINT_LEAST64_TYPE__
int_fast8_t __INT_FAST8_TYPE__
int_fast16_t __INT_FAST16_TYPE__
int_fast32_t __INT_FAST32_TYPE__
int_fast64_t __INT_FAST64_TYPE__
uint_fast8_t __UINT_FAST8_TYPE__
uint_fast16_t __UINT_FAST16_TYPE__
uint_fast32_t __UINT_FAST32_TYPE__
uint_fast64_t __UINT_FAST64_TYPE__
intptr_t __INTPTR_TYPE__
uintptr_t __UINTPTR_TYPE__

GCC 定义了一批表示数据类型最大/小值的宏,如下表所示:

数据类型 数据类型最大值宏
signed char __SCHAR_MAX__
wchar_t __WCHAR_MAX__
signed short __SHRT_MAX__
signed int __INT_MAX__
signed long __LONG_MAX__
signed long long __LONG_LONG_MAX__
wint_t __WINT_MAX__
size_t __SIZE_MAX__
ptrdiff_t __PTRDIFF_MAX__
intmax_t __INTMAX_MAX__
uintmax_t __UINTMAX_MAX__
sig_atomic_t __SIG_ATOMIC_MAX__
int8_t __INT8_MAX__
int16_t __INT16_MAX__
int32_t __INT32_MAX__
int64_t __INT64_MAX__
uint8_t __UINT8_MAX__
uint16_t __UINT16_MAX__
uint32_t __UINT32_MAX__
uint64_t __UINT64_MAX__
int_least8_t __INT_LEAST8_MAX__
int_least16_t __INT_LEAST16_MAX__
int_least32_t __INT_LEAST32_MAX__
int_least64_t __INT_LEAST64_MAX__
uint_least8_t __UINT_LEAST8_MAX__
uint_least16_t __UINT_LEAST16_MAX__
uint_least32_t __UINT_LEAST32_MAX__
uint_least64_t __UINT_LEAST64_MAX__
int_fast8_t __INT_FAST8_MAX__
int_fast16_t __INT_FAST16_MAX__
int_fast32_t __INT_FAST32_MAX__
int_fast64_t __INT_FAST64_MAX__
uint_fast8_t __UINT_FAST8_MAX__
uint_fast16_t __UINT_FAST16_MAX__
uint_fast32_t __UINT_FAST32_MAX__
uint_fast64_t __UINT_FAST64_MAX__
intptr_t __INTPTR_MAX__
uintptr_t __UINTPTR_MAX__
wchar_t __WCHAR_MIN__
wint_t __WINT_MIN__
sig_atomic_t __SIG_ATOMIC_MIN__

GCC 还定义了一批表示数据类型占用字节数的宏,如下表所示:

数据类型 数据类型占用字节数宏
int __SIZEOF_INT__
long __SIZEOF_LONG__
long long __SIZEOF_LONG_LONG__
short __SIZEOF_SHORT__
void * __SIZEOF_POINTER__
float __SIZEOF_FLOAT__
double __SIZEOF_DOUBLE__
long double __SIZEOF_LONG_DOUBLE__
size_t __SIZEOF_SIZE_T__
wchar_t __SIZEOF_WCHAR_T__
wint_t __SIZEOF_WINT_T__
ptrdiff_t __SIZEOF_PTRDIFF_T__

【注】在某些特定系统上,GCC 如果没有提供 stdint.h 头文件,则上表中的某些数据类型对应的宏可能就未被定义。

2.1 查看 GCC 所有内置宏定义

如果想要查看当前系统下的 GCC 所有内置宏定义,可以使用以下命令:

1
gcc -dM -E - < /dev/null

2.2 查看 G++ 所有内置宏定义

如果想要查看当前系统下的 G++ 所有内置宏定义,可以使用以下命令:

1
g++ -dM -E -x c++ - < /dev/null

3. 系统内置宏定义

对于某些特定系统本身内置的一些宏,GCC 提供和其等价的宏,等价宏的命名在原有宏名称基础上,首尾加上一个或多个下划线,保证首尾下划线数均为 2。比如 Unix 系统的 unix 宏,则 GCC 提供 __unix__ 宏;而对于 _mpis 宏,则 GCC 提供 __mips__ 宏。

4. 内置操作符宏定义

C++ 定义了 11 个操作符宏,如下表所示:

操作符 操作符宏
&& and
&= and_eq
& bitand
| bitor
~ compl
! not
!= not_eq
|| or
|= or_eq
^ xor
^= xor_eq

如果想要在 C 语言中使用 C++ 中定义的这 11 个操作符宏,可以引入 iso646.h 头文件。

附录

参考资料:


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