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C 語言預定義巨集完整手冊：FILE、LINE、func 等除錯利器

編輯：關於C

前言

C 標準定義多個預定義巨集，在預處理階段自動展開為編譯時資訊。善用它們能打造專業級日誌、斷言、錯誤回報系統。本文完整整理 C99/C11 標準巨集用法與實戰範例。

標準預定義巨集表

巨集	類型	展開內容	範例	標準
`__DATE__`	字串常數	編譯日期 (Mmm dd yyyy)	"Feb 12 1996"	C89
`__TIME__`	字串常數	編譯時間 (hh:mm:ss)	"23:59:01"	C89
`__FILE__`	字串常數	當前原始檔完整路徑	"/usr/src/main.c"	C89
`__LINE__`	整數常數	當前行號	42	C89
`__func__`	靜態字串變數	當前函式名稱	"main"	C99
`__FUNCTION__`	字串常數 (GCC 擴充)	同 `__func__`	"main"	GCC
`__STDC__`	整數常數	1 表示符合 ISO C	1	C89
`__STDC_VERSION__`	長整數常數	C 標準版本 (yyyymmL)	201710L (C18)	C99
`__STDC_HOSTED__`	整數常數	1=宿主環境, 0=獨立環境	1	C99

實戰應用範例

1. 專業日誌巨集


#define LOG(fmt, ...) \
    fprintf(stderr, "[%s:%d %s] " fmt "\n", __FILE__, __LINE__, __func__, ##__VA_ARGS__)

#define ASSERT(cond) \
    do { if (!(cond)) { \
        fprintf(stderr, "ASSERT FAILED: %s:%d %s: %s\n", \
                __FILE__, __LINE__, __func__, #cond); \
        abort(); \
    } } while(0)

2. 使用範例


void process_data(int *buf, int len) {
    ASSERT(buf != NULL);
    ASSERT(len > 0);
    
    LOG("Processing %d items", len);
    // ...
    if (error) LOG("Error code %d at index %d", err, i);
}

輸出範例


[main.c:42 process_data] Processing 100 items
[main.c:47 process_data] Error code -1 at index 5
ASSERT FAILED: main.c:38 process_data: buf != NULL

特殊行為說明

`#line` 指令影響


#line 100 "virtual.c"
printf("%s:%d\n", __FILE__, __LINE__);  // 輸出 virtual.c:100
// 下一行 __LINE__ 變為 101

`#include` 影響

進入標頭檔時 __FILE__/__LINE__ 切換為標頭檔資訊，返回主檔後恢復 (但 __LINE__ 會 +1)。

編譯器擴充巨集 (GCC/Clang/MSVC 常見)

巨集	說明
`__PRETTY_FUNCTION__`	函式完整簽名 (含類別、模板參數)
`__COUNTER__`	遞增整數 (每次使用 +1)，用於生成唯一識別碼
`__TIMESTAMP__`	檔案最後修改時間
`__BASE_FILE__`	主編譯檔案名稱 (非標頭檔)
`__INCLUDE_LEVEL__`	標頭檔巢狀深度

條件編譯應用


// 僅在 C99 以上啟用特定功能
#if __STDC_VERSION__ >= 199901L
#define HAS_INLINE 1
#endif

// 僅在 GCC/Clang 使用擴充功能
#if defined(__GNUC__) || defined(__clang__)
#define UNUSED __attribute__((unused))
#else
#define UNUSED
#endif