C语言#if、#elif、#else和#endif条件编译的用法（非常详细）

在C语言中，程序员可以根据不同的条件，有选择性地编译不同的代码块（忽略其它的代码块），从而产生不同的目标文件，这种机制称为条件编译。

借助条件编译，我们可以在同一份源代码中包含针对不同操作系统、硬件架构或功能配置的代码，而无需维护多个独立的源文件。

条件编译是预处理器的功能，不是编译器的功能。条件编译通过以#开头的预处理命令来完成，包括 #if、#elif、#else、#endif、#ifdef 和 #ifndef。本文先介绍前四个命令，后两个命令请转到：C语言#ifdef和#ifndef命令的用法

条件编译的用法和示例

#if、#elif、#else 和 #endif 允许我们根据特定的条件（一个表达式的值），来决定哪些代码段应该被编译，哪些应该被忽略。它们的基本用法如下：

#if 常量表达式1
    //代码段1
    //如果 常量表达式1 的值为真，则编译 代码段1，忽略其它代码
#elif 常量表达式2
    //代码段2
    //如果 常量表达式2 的值为真，则编译 代码段2，忽略其它代码
#elif 常量表达式3
    //代码段3
    //如果 常量表达式3 的值为真，则编译 代码段3，忽略其它代码
#else
    //代码段n
    //如果以上表达式的值都为假，则编译 代码段n，忽略其它代码
#endif

整体上的执行流程为：如果常量表达式1的值为真（非 0），就对代码段1进行编译，否则就计算常量表达式2，结果为真的话就对代码段2进行编译，为假的话就继续往下匹配，直到遇到值为真的表达式，或者遇到 #else。

#if #else 命令和 if else 语句的用法非常类似，都是一种分支结构。但是，#if 命令要求判断条件为“常量表达式”，不能包含变量以及函数调用，而 if 语句后面的表达式没有限制，只要符合语法就行。这是 #if 和 if 的一个重要区别。

#if #else 是在预处理阶段进行替换，无法获取变量的值，所以表达式中不能包含变量。

#elif 和 #else 都可以省略，也就是写成下面的形式：

#if 常量表达式
    //代码段1
    // 如果 常量表达式 的值为真，则编译 代码段1
#else
    //代码段2
    //如果 常量表达式 的值为假，则编译 代码段2
#endif

或者：

#if 常量表达式
    //代码段
    //如果 常量表达式 的值为真，则编译这里的 代码段
#endif

示例1：同时使用 #if、#elif 和 #else 命令：

#include <stdio.h>

#define LEVEL 2

#if LEVEL == 1
    #define MESSAGE "Low priority"
#elif LEVEL == 2
    #define MESSAGE "Medium priority"
#elif LEVEL == 3
    #define MESSAGE "High priority"
#else
    #define MESSAGE "Unknown priority"
#endif

int main() {
    printf("Task priority: %s\n", MESSAGE);
    return 0;
}

运行结果：

Task priority: Medium priority

我们根据 LEVEL 宏的值来定义不同的 MESSAGE，如果 LEVEL 的值不是 1、2 或 3，那么会使用 #else 分支中定义的默认消息。本例中，第 5~13 行的代码，只有第 8 行代码被编译，其它代码在预处理完成以后就不存在了。

示例2：只使用 #if 命令：

#include <stdio.h>

#define DEBUG 1

int main() {
    #if DEBUG
        printf("Debug mode is enabled.\n");
    #endif

    //TODO:
    return 0;
}

在这个例子中，如果 DEBUG 宏被定义为非零值，那么 printf 语句就会被编译到最终的程序中。否则，这行代码会被忽略。

条件编译的嵌套使用

条件编译命令可以嵌套使用，这使得我们能够创建更加复杂的判断逻辑，请看下面的例子（示例3）：

#define DEBUG 1
#define VERBOSE_DEBUG 1

#if DEBUG
    printf("Debug mode enabled.\n");
    #if VERBOSE_DEBUG
        printf("Verbose debug information will be displayed.\n");
    #endif
#else
    printf("Running in release mode.\n");
#endif

在这个例子中，我们有一个嵌套的条件编译结构。只有当 DEBUG 被定义为非零值时，内部的#if VERBOSE_DEBUG条件才会被检查。

关于 #if 和 #elif 后面的表达式

#if 和 #elif 后面的常量表达式中，可以包含各种算术运算符、逻辑运算符和关系运算符，以实现更复杂的条件判断。请看下面的例子（示例4）：

#include <stdio.h>

#define M 20
#define N 40

int main(){
    #if M+N>100
        printf("The value is too large.\n",);
    #elif M+N<=100 && M+N>50
        printf("The value is right.\n");
    #else
        printf("The value is too small.\n");
    #endif

    return 0;
}

运行结果：

The value is right.

虽然这些表达式看起来复杂，但是在程序运行之前就能推算出它们的值；而一旦包含了变量或者函数调用，就必须等到程序运行以后才能获取它们的值，这就超出预处理器的能力了。

总结

C语言条件编译允许只编译源程序中满足条件的代码段，使生成的目标程序较短，从而减少了内存的开销，并提高了程序的效率。

最后请注意，#endif 不能省略，它必须和 #if 配对出现，用以结束条件编译。