C/C++---预定义常量

在C/C++开发中，预定义常量是编译器与标准库提供的“隐形工具集”，无需开发者显式定义，却在跨平台兼容、调试定位、数值计算安全等场景中发挥核心作用。这些常量涵盖编译环境标识、语言标准判断、代码定位信息、数值边界限制等多个维度，掌握预定义常量能显著提升代码的健壮性与可维护性。

一、数值类型边界常量：计算安全的基础

数值边界常量定义于标准头文件中，描述基本数据类型的取值范围，是防止溢出、确保计算准确性的关键工具。

1.1 整数类型边界（<limits.h>）

<limits.h>定义了所有基本整数类型的最值，适用于char、short、int、long等类型，其值随平台位数（32/64位）可能变化：

1.2 固定宽度整数边界（<stdint.h>，C99+）

C99引入的<stdint.h>解决了不同平台上int/long宽度不一致的问题，定义了固定宽度整数类型（如int32_t），其边界常量值与平台无关：

1.3 浮点类型边界（<float.h>）

<float.h>定义了浮点数的精度与范围，对科学计算至关重要，遵循IEEE 754标准的典型值如下：

适用场景：

• 整数溢出检查：if (a > INT_MAX - b) { /* 处理溢出 */ }
• 浮点数比较：避免直接用==，而用fabs(a - b) <= DBL_EPSILON判断近似相等

二、编译器标识与版本常量：跨编译器兼容

这类常量用于识别当前编译器（如GCC、MSVC）及版本，解决不同编译器语法差异（如对齐方式、扩展特性）。

适用场景：编译器专属语法适配，如结构体对齐：

// 兼容GCC和MSVC的1字节对齐
#ifdef __GNUC__
struct Test { char a; int b; } __attribute__((packed)); // GCC专属
#elif _MSC_VER
#pragma pack(1) // MSVC专属
struct Test { char a; int b; };
#pragma pack()
#endif

三、语言标准常量：特性兼容性判断

这类常量用于判断当前编译使用的C/C++标准版本，确保代码只在支持对应特性的环境中生效。

3.1 C语言标准

3.2 C++语言标准

__cplusplus是C++的核心标识，其值直接对应标准版本：

注意：MSVC在VS2017及以前需加/Zc:__cplusplus才能正确显示__cplusplus值。

适用场景：条件启用语言特性：

#if __cplusplus >= 201703L // C++17及以上支持string_view
#include <string_view>
#else
#include <string>
#endif

四、文件与路径常量：代码定位的核心

这类常量用于获取当前代码的文件信息，是日志打印、错误定位的基础工具。

适用场景：日志中嵌入文件信息：

#define LOG(msg) printf("[%s] %s\n", __FILE__, msg) // 输出带文件名的日志

五、行号与函数常量：调试定位的关键

这类常量用于获取代码行号和函数名，是断言、调试日志的核心补充。

适用场景：自定义断言定位错误：

#define MY_ASSERT(cond) do { \
    if (!(cond)) { \
        fprintf(stderr, "Assert failed: %s at %s:%d\n", #cond, __FILE__, __LINE__); \
        exit(1); \
    } \
} while(0)

六、日期与时间常量：编译信息记录

这类常量记录编译时的日期和时间（非运行时），用于版本追溯。

适用场景：程序版本信息展示：

cout << "Version: v1.0\nCompile: " << __DATE__ << " " << __TIME__ << endl;

七、平台与环境标识：跨平台开发的基础

这类常量用于区分操作系统、处理器架构，是跨平台代码适配的核心。

7.1 操作系统标识

7.2 处理器架构标识

适用场景：跨平台函数适配（如休眠）：

#ifdef _WIN32
#include <windows.h>
#define SLEEP(s) Sleep(s * 1000) // Windows Sleep单位为毫秒
#elif __linux__ || __APPLE__
#include <unistd.h>
#define SLEEP(s) sleep(s) // Linux/macOS单位为秒
#endif

八、其他实用常量与使用准则

8.1 其他关键常量

• __STDC_HOSTED__：标识是否为宿主环境（有完整标准库，定义为1），嵌入式开发中判断是否可用printf。
• __bool_true_false_are_defined：C99标识，定义为1时支持<stdbool.h>的bool、true、false。
• __alignof__（GCC）/_Alignof（C11）：返回类型对齐字节数（如__alignof__(int)通常为4）。

8.2 使用准则

1. 优先使用标准宏：如__FILE__、INT_MAX（跨编译器兼容），谨慎使用扩展宏（如__PRETTY_FUNCTION__）。
2. 避免重定义：预定义常量由编译器管理，不可显式#define（如#define __LINE__ 100会导致未定义行为）。
3. 跨平台路径处理：__FILE__在Windows用\，Linux用/，需统一分隔符（如替换\为/）。

C/C++预定义常量是覆盖编译环境、语言标准、代码定位、数值边界的“全方位工具”。从防止INT_MIN溢出的数值计算，到用__FILE__/__LINE__定位错误，再到通过__linux__/_WIN32实现跨平台兼容，这些常量贯穿开发全流程。