C言語のプリプロセッサディレクティブとは?3つの分類と使い方をわかりやすく解説

プリプロセッサ(preprocessor)とは、ソースコードがコンパイラに渡される前に処理を行うプログラムのことです。さまざまな命令文(ディレクティブ)の制御のもとで動作します。

プリプロセッサディレクティブは、ソースプログラムのmain関数より前に記述するのが一般的です。行の先頭(第1カラム)に記号「#」で始まり、文末にセミコロン(;)は不要という点に注意しましょう。

よく使われるプリプロセッサディレクティブには、以下のようなものがあります。

• #define
• #undef
• #include
• #ifdef
• #endif
• #if
• #else など

これらのプリプロセッサディレクティブは、その役割によって次の3つに分類できます。

• マクロ置換ディレクティブ(Macro Substitution)
• ファイル取り込みディレクティブ(File Inclusion)
• コンパイラ制御ディレクティブ(Compiler Control)

マクロ置換ディレクティブ

#define を使うと、識別子(マクロ名)に任意の文字列を定義できます。コンパイル前に、ソースコード内の識別子がすべて定義済みの文字列へと機械的に置き換えられます。

構文

#define 識別子 文字列

記述例

単純なマクロの例:

#define MAX 500

引数付きマクロの例:

#define SQRT(x) x*x

ネスト(入れ子)マクロの例:

#define A 10
#define B A+1

この場合、B は「A+1」、すなわち「10+1」に置き換えられます。このようにマクロを別のマクロで定義することも可能です。

ファイル取り込みディレクティブ

#include を使うと、指定したファイルの内容をその位置にそのまま挿入できます。標準ライブラリのヘッダファイルや自作ヘッダの読み込みに利用されます。

構文

#include "ファイル名" または #include <ファイル名>

「" "(二重引用符)」で囲んだ場合は、まず現在のディレクトリを検索し、見つからなければ標準インクルードディレクトリを検索します。一方「< >」で囲んだ場合は、標準インクルードディレクトリのみが検索されます。

記述例

#include <stdio.h>
#include "FORM.C"

コンパイラ制御ディレクティブ

これらのディレクティブは、コンパイラの動作そのものを制御するために使用します。C言語のプリプロセッサには「条件付きコンパイル(conditional compilation)」という機能があり、プログラム内の特定の行や行のグループを、条件に応じてコンパイル対象に含めたり除外したりできます。

代表的なものに #ifdef と #ifndef があります。

#ifdef の使用例

#include <stdio.h>
#define DEBUG

int main(void) {
#ifdef DEBUG
    printf("デバッグモードが有効です\n");
#endif
    printf("通常の処理を実行します\n");
    return 0;
}

この例では、DEBUG が #define で定義されている場合に限り、最初のprintf文がコンパイルされます。#undef で定義を解除すれば該当部分を簡単に無効化できるため、デバッグ作業や実行環境ごとのコード切り替えに非常に便利です。