预处理指令详解

#include <iostream>          // 包含头文件
#define MAX_SIZE 100         // 宏定义
#ifdef DEBUG                 // 条件编译
    std::cout << "Debug mode" << std::endl;
#endif

#include <iostream>
#include <string>

// ---- 基本宏定义 ----
#define FEIXIANG_VERSION "2.0.0"
#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
#define SQUARE(x) ((x) * (x))

// 宏中的 # 运算符：字符串化
#define TO_STRING(x) #x

// 宏中的 ## 运算符：连接
#define CONCAT(a, b) a##b
#define MAKE_FUNC(name) void name##_impl()

// ---- 多次求值陷阱 ----
int counter = 0;

int getNext() {
    return ++counter;  // 每次调用都有副作用
}

// ---- 条件编译 ----
#define FEATURE_LOGGING     // 打开日志功能
// #define FEATURE_CACHE    // 缓存功能（注释掉以禁用）
#define LOG_LEVEL 2

// ---- #error 使用 ----
#if LOG_LEVEL > 3
    #error "LOG_LEVEL 不能超过 3"
#endif

int main() {
    std::cout << "===== 飞翔科技预处理宏演示 =====" << std::endl;

    // ---- 基本宏 ----
    std::cout << "\n[基本宏]" << std::endl;
    std::cout << "版本: " << FEIXIANG_VERSION << std::endl;
    std::cout << "MAX(3, 7) = " << MAX(3, 7) << std::endl;
    std::cout << "SQUARE(5) = " << SQUARE(5) << std::endl;

    // ---- # 字符串化 ----
    std::cout << "\n[# 字符串化运算符]" << std::endl;
    std::cout << "TO_STRING(feixiang) = " << TO_STRING(feixiang) << std::endl;
    std::cout << "TO_STRING(3.14) = " << TO_STRING(3.14) << std::endl;

    // ---- ## 连接运算符 ----
    std::cout << "\n[## 连接运算符]" << std::endl;
    int CONCAT(my, Var) = 42;
    std::cout << "CONCAT(my, Var) = myVar = " << myVar << std::endl;

    // ---- 多次求值陷阱 ----
    std::cout << "\n[陷阱: 多次求值]" << std::endl;
    counter = 0;
    int result = MAX(getNext(), getNext());
    // 展开为: ((getNext()) > (getNext()) ? (getNext()) : (getNext()))
    std::cout << "MAX(getNext(), getNext()) = " << result << std::endl;
    std::cout << "counter 被调用了 " << counter << " 次！（而不是期望的 2 次）"
              << std::endl;

    // ---- 条件编译 ----
    std::cout << "\n[条件编译]" << std::endl;

#ifdef FEATURE_LOGGING
    std::cout << "  日志功能: 已启用" << std::endl;
#else
    std::cout << "  日志功能: 已禁用" << std::endl;
#endif

#ifdef FEATURE_CACHE
    std::cout << "  缓存功能: 已启用" << std::endl;
#else
    std::cout << "  缓存功能: 已禁用" << std::endl;
#endif

#if LOG_LEVEL >= 2
    std::cout << "  日志级别: " << LOG_LEVEL << " (详细)" << std::endl;
#else
    std::cout << "  日志级别: " << LOG_LEVEL << " (简要)" << std::endl;
#endif

    // ---- 预定义宏 ----
    std::cout << "\n[预定义宏]" << std::endl;
    std::cout << "  文件名: " << __FILE__ << std::endl;
    std::cout << "  行号: "   << __LINE__ << std::endl;
    std::cout << "  日期: "   << __DATE__ << std::endl;
    std::cout << "  时间: "   << __TIME__ << std::endl;
    std::cout << "  C++ 标准: " << __cplusplus
              << " (";
#if __cplusplus >= 202002L
    std::cout << "C++20";
#elif __cplusplus >= 201703L
    std::cout << "C++17";
#elif __cplusplus >= 201402L
    std::cout << "C++14";
#elif __cplusplus >= 201103L
    std::cout << "C++11";
#endif
    std::cout << ")" << std::endl;

    return 0;
}

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>

// ---- 替代方案 1：constexpr 替代宏常量 ----
// 宏: #define MAX_BUFFER_SIZE 1024
constexpr int maxBufferSize = 1024;

// ---- 替代方案 2：constexpr 函数替代宏函数 ----
// 宏: #define SQUARE(x) ((x)*(x))
template <typename T>
constexpr T square(const T& x) {
    return x * x;  // 无多次求值问题
}

// ---- 替代方案 3：内联模板函数替代带副作用的宏 ----
// 宏: #define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
template <typename T>
constexpr const T& maxof(const T& a, const T& b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

// ---- 替代方案 4：constexpr 替代条件编译常量 ----
constexpr bool enableLogging = true;
constexpr bool enableCaching = false;
constexpr int logLevel = 2;

template <bool Enable>
void conditionalLog(const std::string& msg) {
    if constexpr (Enable) {  // C++17 if constexpr
        std::cout << "[LOG] " << msg << std::endl;
    }
    // Enable 为 false 时，整个分支不会被编译
}

int main() {
    std::cout << "===== 用语言特性替代宏 =====" << std::endl;

    // ---- constexpr 常量 ----
    std::cout << "\n[constexpr 替代宏常量]" << std::endl;
    int buffer[maxBufferSize];  // 可用于数组边界
    std::cout << "maxBufferSize = " << maxBufferSize << std::endl;

    // ---- constexpr 函数 ----
    std::cout << "\n[constexpr 替代宏函数]" << std::endl;
    std::cout << "square(5) = " << square(5) << std::endl;
    std::cout << "square(2 + 3) = " << square(2 + 3) << std::endl;

    // 对比：多次求值不会发生
    int counter2 = 0;
    auto getVal = [&]() { return ++counter2; };

    // 宏版本会导致多次调用（见示例一）
    // 函数版本：每个参数只求值一次
    int a = getVal();
    int b = getVal();
    int result = maxof(a, b);  // safe: a 和 b 各只求值一次
    std::cout << "maxof(val1, val2): 每个参数只求值 1 次，counter2 = "
              << counter2 << std::endl;

    // ---- if constexpr 替代条件编译 ----
    std::cout << "\n[if constexpr 替代 #ifdef]" << std::endl;

    conditionalLog<enableLogging>("日志功能已启用");
    conditionalLog<enableCaching>("缓存功能已启用");  // 不会被编译

    if constexpr (logLevel >= 2) {
        std::cout << "日志级别: " << logLevel << " (详细模式)" << std::endl;
    }

    // ---- inline 替代宏字符串化 ----
    // 宏: #define TO_STRING(x) #x
    std::cout << "\n[内联替代 # 运算符]" << std::endl;
    std::cout << "直接使用 C++ 字符串: " << "feixiang" << std::endl;

    return 0;
}