C++ 中 #define 用法大全

在 C++ 中，#define 作为预处理指令，核心功能是实现文本替换，虽不如 const、inline 等 C++ 特性安全（缺乏类型检查），但在代码简化、条件编译、代码片段封装等场景仍有不可替代的作用。以下是其在 C++ 中的完整用法分类及示例。

一、基础用法：定义常量/符号

用 #define 替换固定值或无意义符号，提升代码可读性和维护性（需注意：C++ 中优先推荐 const 定义常量，因 const 有类型检查，更安全）。

语法

#define 标识符 替换内容  // 末尾无分号！

示例

// 1. 数值常量
#define PI 3.141592653589793  // 圆周率
#define MAX_SIZE 1024         // 数组最大长度
#define MIN_AGE 18            // 最小年龄限制

// 2. 字符串常量
#define APP_NAME "MyCppApp"   // 应用名称
#define LOG_PATH "./log.txt"  // 日志文件路径

// 3. 字符常量
#define SEPARATOR ','         // 数据分隔符
#define ESC_KEY '\033'        // ESC 键的 ASCII 码

// 4. 无意义符号（仅作标记）
#define ENABLE_DEBUG 1        // 调试模式开关（配合条件编译）

注意

• 若加末尾分号，会导致替换错误：例如 #define MAX 100;，使用时 int a = MAX; 会变成 int a = 100;;，多一个分号引发语法错误。
• 与 const 的区别：const int MAX = 100; 是有类型的常量，编译器会检查类型匹配；#define MAX 100 是纯文本替换，无类型检查（如 float f = MAX; 虽能运行，但逻辑上不严谨）。

二、进阶用法：带参数的宏（模拟函数）

定义带参数的宏，实现简单逻辑的代码片段替换，无函数调用开销（预处理时直接替换代码），适合高频、简单的操作（复杂逻辑建议用 inline 函数，有类型检查）。

语法

#define 宏名(参数1, 参数2, ...) (替换逻辑)

核心原则

所有参数和整体结果必须加括号，避免因运算符优先级导致逻辑错误！

示例

// 1. 简单运算：求两数最大值
#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))  // 括号避免优先级问题
// 错误写法：#define MAX(a,b) a>b?a:b（如 MAX(2+3, 4) 会变成 2+3>4?2+3:4，逻辑正确，但 MAX(2*3, 4+5) 若参数有运算仍需括号）

// 2. 求平方
#define SQUARE(x) ((x) * (x))
// 错误写法：#define SQUARE(x) x*x（如 SQUARE(2+3) 会变成 2+3*2+3=11，而非 25）

// 3. 交换两数（多行宏用 \ 连接，用 do-while(0) 包裹确保整体执行）
#define SWAP(a, b) do { \
    auto temp = (a);    \
    (a) = (b);          \
    (b) = temp;         \
} while(0)  // do-while(0) 确保宏在 if 后加 ; 仍正确（如 if(1) SWAP(x,y); 不会报错）

// 4. 打印日志（结合字符串化操作）
#define LOG(msg) cout << "[Log] " << __FILE__ << ":" << __LINE__ << " " << msg << endl;
// __FILE__ 和 __LINE__ 是 C++ 预定义宏，分别表示当前文件名和行号

注意

• 避免参数副作用：若参数含自增/自减（如 MAX(i++, j++)），会导致参数被多次执行（替换后变成 ((i++) > (j++) ? (i++) : (j++))，i 或 j 被自增两次），逻辑错误。
• 复杂逻辑优先用 inline：例如需要循环、分支的逻辑，inline 函数有类型检查，可读性和安全性更高。

三、高级用法：预处理运算符（# 和 ##）

C++ 预处理器支持两个特殊运算符，用于增强宏的灵活性：字符串化（#） 和 标识符连接（##）。

1. 字符串化运算符（#）

将宏的参数直接转换为字符串（双引号包裹）。

示例

#include <iostream>
using namespace std;

// 将参数转为字符串
#define TO_STR(x) #x

int main() {
    int num = 123;
    cout << TO_STR(num) << endl;  // 输出 "num"（参数名转字符串）
    cout << TO_STR(123 + 456) << endl;  // 输出 "123 + 456"（表达式转字符串）
    cout << TO_STR("hello") << endl;  // 输出 "\"hello\""（字符串会额外加一层引号）
    return 0;
}

2. 标识符连接运算符（##）

将宏的两个参数（或参数与固定字符）连接成一个新的标识符（变量名、函数名等）。

示例

#include <iostream>
using namespace std;

// 连接前缀和数字，生成变量名（如 var1、var2）
#define MAKE_VAR(prefix, num) prefix##num

// 连接函数名前缀和功能，生成函数名（如 print_int、print_float）
#define MAKE_FUNC(type) print_##type

void print_int(int x) { cout << "Int: " << x << endl; }
void print_float(float x) { cout << "Float: " << x << endl; }

int main() {
    // 生成变量 var1、var2
    int MAKE_VAR(var, 1) = 10;  // 等价于 int var1 = 10;
    int MAKE_VAR(var, 2) = 20;  // 等价于 int var2 = 20;
    cout << var1 << " " << var2 << endl;  // 输出 10 20

    // 调用生成的函数名
    MAKE_FUNC(int)(30);    // 等价于 print_int(30); 输出 "Int: 30"
    MAKE_FUNC(float)(3.14f);  // 等价于 print_float(3.14f); 输出 "Float: 3.14"
    return 0;
}

四、实用场景：条件编译控制

配合 #ifdef、#ifndef、#else、#elif、#endif 等预处理指令，实现代码的条件性包含/排除，常用于调试开关、跨平台适配、版本控制等场景。

常用组合

示例

#include <iostream>
using namespace std;

// 1. 调试开关：定义 DEBUG 则打印调试信息，否则不打印
#define DEBUG 1  // 注释此行则关闭调试模式

#ifdef DEBUG
    #define DEBUG_LOG(msg) cout << "[Debug] " << msg << endl;
#else
    #define DEBUG_LOG(msg)  // 空宏，替换后无任何代码
#endif

// 2. 跨平台适配：区分 Windows 和 Linux
#ifdef _WIN32  // Windows 系统预定义宏 _WIN32
    #define OS_NAME "Windows"
    #include <windows.h>
#elif __linux__  // Linux 系统预定义宏 __linux__
    #define OS_NAME "Linux"
    #include <unistd.h>
#else
    #define OS_NAME "Unknown"
#endif

int main() {
    DEBUG_LOG("Program start");  // DEBUG=1 时输出 "[Debug] Program start"
    cout << "OS: " << OS_NAME << endl;  // 输出当前系统名称
    return 0;
}

五、辅助用法：取消宏定义（#undef）

用 #undef 取消已定义的宏，之后该宏不再生效（可用于临时启用宏，后续关闭）。

示例

#include <iostream>
using namespace std;

#define MAX 100
cout << MAX << endl;  // 输出 100（宏生效）

#undef MAX  // 取消 MAX 宏定义
// cout << MAX << endl;  // 错误：MAX 未定义（宏已失效）

// 重新定义 MAX
#define MAX 200
cout << MAX << endl;  // 输出 200（新宏生效）

六、C++ 中使用 #define 的注意事项

1. 优先用 C++ 特性替代：
   • 常量定义：用 const（如 const double PI = 3.14;）或 constexpr（编译期常量，如 constexpr int MAX = 1024;），有类型检查。
   • 函数模拟：用 inline 函数（如 inline int MAX(int a, int b) { return a > b ? a : b; }），有类型检查和函数语义。
2. 避免宏污染：宏是全局生效的，若宏名过于简单（如 MAX、MIN），可能与其他库的宏冲突，建议加前缀（如 MY_APP_MAX）。
3. 多行宏必须用 \ 连接：每行末尾加 \（注意 \ 后不能有空格），否则预处理会认为宏定义结束，导致语法错误。
4. 警惕宏的副作用：参数含自增、自减、函数调用等有副作用的操作时，会导致逻辑错误（如 MAX(i++, j++)）。

总结

#define 在 C++ 中虽不是“现代特性”，但在条件编译（如调试开关、跨平台）、简单代码片段封装（如日志打印）等场景仍非常实用。使用时需权衡其“灵活性”和“缺乏类型检查”的缺点，优先用 const/constexpr/inline 替代，仅在必要时使用 #define。