在C/C++開發中，預定義常量是編譯器與標準庫提供的“隱形工具集”，無需開發者顯式定義，卻在跨平臺兼容、調試定位、數值計算安全等場景中發揮核心作用。這些常量涵蓋編譯環境標識、語言標準判斷、代碼定位信息、數值邊界限制等多個維度，掌握預定義常量能顯著提升代碼的健壯性與可維護性。
一、數值類型邊界常量：計算安全的基礎
數值邊界常量定義于標準頭文件中，描述基本數據類型的取值范圍，是防止溢出、確保計算準確性的關鍵工具。
1.1 整數類型邊界（<limits.h>）
<limits.h>定義了所有基本整數類型的最值，適用于char、short、int、long等類型，其值隨平臺位數（32/64位）可能變化：
| 常量名稱 | 對應類型 | 作用說明 | 32位環境典型值 | 64位環境典型值 |
|---|---|---|---|---|
INT_MIN | int | 有符號int最小值 | -2147483648 | -2147483648 |
INT_MAX | int | 有符號int最大值 | 2147483647 | 2147483647 |
UINT_MAX | unsigned int | 無符號int最大值 | 4294967295 | 4294967295 |
LONG_MIN | long | 有符號long最小值 | -2147483648 | -9223372036854775808 |
LONG_MAX | long | 有符號long最大值 | 2147483647 | 9223372036854775807 |
ULONG_MAX | unsigned long | 無符號long最大值 | 4294967295 | 18446744073709551615 |
CHAR_MIN | char | 有符號char最小值（依賴編譯器） | -128 | -128 |
CHAR_MAX | char | 有符號char最大值（依賴編譯器） | 127 | 127 |
SHRT_MIN/SHRT_MAX | short | 短整數最值 | -32768/32767 | -32768/32767 |
1.2 固定寬度整數邊界（<stdint.h>，C99+）
C99引入的<stdint.h>解決了不同平臺上int/long寬度不一致的問題，定義了固定寬度整數類型（如int32_t），其邊界常量值與平臺無關：
| 常量名稱 | 對應類型 | 作用說明 | 固定值（跨平臺一致） |
|---|---|---|---|
INT8_MIN/INT8_MAX | int8_t | 8位有符號整數最值 | -128/127 |
UINT8_MAX | uint8_t | 8位無符號整數最大值 | 255 |
INT32_MIN/INT32_MAX | int32_t | 32位有符號整數最值 | -2147483648/2147483647 |
UINT32_MAX | uint32_t | 32位無符號整數最大值 | 4294967295 |
INT64_MIN/INT64_MAX | int64_t | 64位有符號整數最值 | -9223372036854775808/9223372036854775807 |
1.3 浮點類型邊界（<float.h>）
<float.h>定義了浮點數的精度與范圍，對科學計算至關重要，遵循IEEE 754標準的典型值如下：
| 常量名稱 | 對應類型 | 作用說明 | 典型值 |
|---|---|---|---|
FLT_MIN/FLT_MAX | float | 單精度浮點數最小/最大值 | 1.175e-38F/3.402e+38F |
FLT_DIG | float | 單精度可精確表示的十進制位數 | 6（如0.123456可精確存儲） |
DBL_MIN/DBL_MAX | double | 雙精度浮點數最小/最大值 | 2.225e-308/1.797e+308 |
DBL_DIG | double | 雙精度可精確表示的十進制位數 | 15 |
FLT_EPSILON | float | 1.0與下一個可表示單精度值的差值（精度） | 1.192e-07F |
適用場景：
- 整數溢出檢查：
if (a > INT_MAX - b) { /* 處理溢出 */ } - 浮點數比較：避免直接用
==，而用fabs(a - b) <= DBL_EPSILON判斷近似相等
二、編譯器標識與版本常量：跨編譯器兼容
這類常量用于識別當前編譯器（如GCC、MSVC）及版本，解決不同編譯器語法差異（如對齊方式、擴展特性）。
| 常量名稱 | 所屬編譯器 | 作用說明 | 版本細節 |
|---|---|---|---|
__GNUC__ | GCC/Clang | 標識GCC或兼容編譯器，值為主版本號（如GCC 13.2.0為13） | __GNUC_MINOR__（次版本）、__GNUC_PATCHLEVEL__（補丁版本） |
__clang__ | Clang | 標識Clang編譯器（獨立于GCC） | __clang_major__（主版本）、__clang_minor__（次版本） |
_MSC_VER | MSVC（VS編譯器） | 標識微軟編譯器，值為版本編碼（1930→VS2022，1920→VS2019） | |
__INTEL_COMPILER | Intel C++ | 標識Intel編譯器，值為版本號（如202103表示2021.3版本） | __INTEL_COMPILER_UPDATE（更新版本） |
適用場景：編譯器專屬語法適配，如結構體對齊：
// 兼容GCC和MSVC的1字節對齊
#ifdef __GNUC__
struct Test { char a; int b; } __attribute__((packed)); // GCC專屬
#elif _MSC_VER
#pragma pack(1) // MSVC專屬
struct Test { char a; int b; };
#pragma pack()
#endif
三、語言標準常量：特性兼容性判斷
這類常量用于判斷當前編譯使用的C/C++標準版本，確保代碼只在支持對應特性的環境中生效。
3.1 C語言標準
| 常量名稱 | 作用說明 | 取值與對應標準 |
|---|---|---|
__STDC__ | 標識是否符合C標準（宿主環境下定義為1） | 僅啟用標準模式時有效（如-std=c99） |
__STDC_VERSION__ | 具體C標準版本編碼（__STDC__=1時有效） | 199901L→C99，201112L→C11，201710L→C17 |
3.2 C++語言標準
__cplusplus是C++的核心標識，其值直接對應標準版本：
| 取值 | 對應標準 | 關鍵特性示例 |
|---|---|---|
199711L | C++98/C++03 | 基本類、模板基礎 |
201103L | C++11 | nullptr、auto、Lambda |
201703L | C++17 | std::string_view、折疊表達式 |
202002L | C++20 | 概念（Concepts）、模塊 |
注意：MSVC在VS2017及以前需加/Zc:__cplusplus才能正確顯示__cplusplus值。
適用場景：條件啟用語言特性：
#if __cplusplus >= 201703L // C++17及以上支持string_view
#include <string_view>
#else
#include <string>
#endif
四、文件與路徑常量：代碼定位的核心
這類常量用于獲取當前代碼的文件信息，是日志打印、錯誤定位的基礎工具。
| 常量名稱 | 作用說明 | 特性與示例 |
|---|---|---|
__FILE__ | 展開為當前源文件路徑字符串（雙引號包裹） | GCC默認相對路徑（"main.c"），MSVC默認絕對路徑（"D:\\proj\\main.c"） |
__BASE_FILE__ | 展開為預處理入口文件路徑（區別于__FILE__） | 若a.c包含b.c，則b.c中__BASE_FILE__為"a.c" |
__FILE_NAME__ | C++20標準，展開為文件名（不含路徑） | 若__FILE__為"dir/file.h"，則__FILE_NAME__為"file.h" |
適用場景：日志中嵌入文件信息：
#define LOG(msg) printf("[%s] %s\n", __FILE__, msg) // 輸出帶文件名的日志
五、行號與函數常量：調試定位的關鍵
這類常量用于獲取代碼行號和函數名，是斷言、調試日志的核心補充。
| 常量名稱 | 作用說明 | 示例與適用標準 |
|---|---|---|
__LINE__ | 展開為當前行號整數（預處理階段動態更新） | 第20行寫printf("%d", __LINE__)輸出20（所有標準支持） |
__func__ | 展開為當前函數名字符串（C99/C++11及以上） | void foo() { printf("%s", __func__); }輸出foo |
__PRETTY_FUNCTION__ | GCC/Clang擴展，展開為詳細函數信息（含參數、模板） | 模板函數template <typename T> void foo(T)展開為void foo(int)（T=int時） |
__FUNCSIG__ | MSVC擴展，類似__PRETTY_FUNCTION__，含調用約定（如__cdecl） | void foo(int)展開為void __cdecl foo(int) |
適用場景：自定義斷言定位錯誤：
#define MY_ASSERT(cond) do { \if (!(cond)) { \fprintf(stderr, "Assert failed: %s at %s:%d\n", #cond, __FILE__, __LINE__); \exit(1); \} \
} while(0)
六、日期與時間常量：編譯信息記錄
這類常量記錄編譯時的日期和時間（非運行時），用于版本追溯。
| 常量名稱 | 作用說明 | 格式示例 |
|---|---|---|
__DATE__ | 編譯日期字符串，格式"Mmm dd yyyy"（如"Aug 27 2024"） | "Jan 01 2025" |
__TIME__ | 編譯時間字符串，格式"hh:mm:ss"（24小時制，如"15:30:45"） | "09:05:12" |
__TIMESTAMP__ | GCC/Clang擴展，帶星期的完整時間（"Day Mmm dd hh:mm:ss yyyy"） | "Wed Aug 27 15:30:45 2024" |
適用場景：程序版本信息展示：
cout << "Version: v1.0\nCompile: " << __DATE__ << " " << __TIME__ << endl;
七、平臺與環境標識：跨平臺開發的基礎
這類常量用于區分操作系統、處理器架構，是跨平臺代碼適配的核心。
7.1 操作系統標識
| 常量名稱 | 標識的操作系統 | 適用編譯器 |
|---|---|---|
_WIN32 | Windows（32/64位均定義） | MSVC、MinGW、Clang（Windows） |
_WIN64 | Windows 64位系統 | 同上 |
__linux__ | Linux系統 | GCC、Clang（Linux） |
__APPLE__ | Apple系統（macOS、iOS） | Clang（Xcode）、GCC（舊版Xcode） |
__ANDROID__ | Android系統 | Clang（NDK） |
7.2 處理器架構標識
| 常量名稱 | 標識的架構 | 適用場景 |
|---|---|---|
__x86_64__ | 64位x86（AMD64/Intel 64） | Linux/macOS的GCC/Clang、MinGW64 |
_M_X64 | 64位x86（MSVC專屬） | MSVC（64位編譯） |
__arm__ | 32位ARM（如ARMv7） | 嵌入式ARM開發 |
__aarch64__ | 64位ARM（AArch64） | ARM Linux、iOS 64位 |
適用場景：跨平臺函數適配（如休眠）：
#ifdef _WIN32
#include <windows.h>
#define SLEEP(s) Sleep(s * 1000) // Windows Sleep單位為毫秒
#elif __linux__ || __APPLE__
#include <unistd.h>
#define SLEEP(s) sleep(s) // Linux/macOS單位為秒
#endif
八、其他實用常量與使用準則
8.1 其他關鍵常量
__STDC_HOSTED__：標識是否為宿主環境（有完整標準庫，定義為1），嵌入式開發中判斷是否可用printf。__bool_true_false_are_defined：C99標識，定義為1時支持<stdbool.h>的bool、true、false。__alignof__（GCC）/_Alignof（C11）：返回類型對齊字節數（如__alignof__(int)通常為4）。
8.2 使用準則
- 優先使用標準宏：如
__FILE__、INT_MAX（跨編譯器兼容），謹慎使用擴展宏（如__PRETTY_FUNCTION__）。 - 避免重定義：預定義常量由編譯器管理，不可顯式
#define（如#define __LINE__ 100會導致未定義行為）。 - 跨平臺路徑處理：
__FILE__在Windows用\，Linux用/，需統一分隔符（如替換\為/）。
C/C++預定義常量是覆蓋編譯環境、語言標準、代碼定位、數值邊界的“全方位工具”。從防止INT_MIN溢出的數值計算，到用__FILE__/__LINE__定位錯誤，再到通過__linux__/_WIN32實現跨平臺兼容，這些常量貫穿開發全流程。
詳細講解)
