プリプロセッサ命令

プリプロセッサ命令とは、プログラミング言語（主にC言語やC++）で使われる機能の一つで、コンパイルの前に行われる処理を指示するための命令です。プリプロセッサ命令は、プログラムコードの一部を変更したり条件付きで有効化したりする役割を持ちます。

プリプロセッサ命令の特徴

実行前に処理が行われる
- プログラムのコンパイルが始まる前に、プリプロセッサが命令を処理します。
#記号で始まる
- すべてのプリプロセッサ命令は # から始まります。
コードの条件付き処理や再利用に役立つ
- マクロの定義、ファイルのインクルード、条件付きコンパイルなどに使用されます。

主なプリプロセッサ命令

以下に、代表的なプリプロセッサ命令を説明します。

1. マクロ定義（#define）

#define を使うと、文字列や数値に名前を付けて定義できます。

構文:

#define マクロ名 値

例:

#define PI 3.14159
#define SQUARE(x) ((x) * (x)) // マクロ関数

PI は値 3.14159 のマクロ名として定義され、以降プログラム内で使うことができます。
SQUARE(x) はマクロ関数として定義され、任意の値 x を2乗する式を返します。

2. ファイルのインクルード（#include）

別のファイルを現在のソースコードに挿入します。主にヘッダーファイルをインクルードするために使われます。

構文:

#include <ファイル名>   // 標準ライブラリのインクルード
#include "ファイル名"   // ユーザー作成ファイルのインクルード

例:

#include <stdio.h>    // 標準ライブラリ
#include "myheader.h" // ユーザー定義のヘッダーファイル

3. 条件付きコンパイル（#if, #ifdef, #ifndef, #else, #endif）

条件に応じてコードの一部をコンパイルするかどうかを決定します。

構文:

#ifdef マクロ名
    // マクロが定義されている場合のコード
#else
    // マクロが定義されていない場合のコード
#endif

例:

#define DEBUG

#ifdef DEBUG
    printf("Debug mode is enabled.\n");
#else
    printf("Debug mode is disabled.\n");
#endif

DEBUG が定義されている場合、Debug mode is enabled. が表示されます。

4. マクロの解除（#undef）

定義したマクロを無効化します。

構文:

#undef マクロ名

例:

#define PI 3.14159
#undef PI // ここで PI は無効化される

5. 行番号とファイル名の設定（#line）

ソースコードの行番号やファイル名を変更できます。

構文:

#line 新しい行番号 "新しいファイル名"

例:

#line 100 "example.c"

以降、行番号が 100 から始まり、ファイル名が "example.c" に設定されます。

6. エラーの生成（#error）

コンパイル時にエラーメッセージを出力します。

構文:

#error エラーメッセージ

例:

#ifndef PI
#error "PI is not defined"
#endif

PI が未定義の場合、"PI is not defined" というエラーが表示されます。

7. プラグマ命令（#pragma）

コンパイラに特定の命令を与えるために使われます。

構文:

#pragma 指定内容

例:

#pragma warning(disable: 4996) // 特定の警告を無効化

プリプロセッサの仕組み

プリプロセッサが処理する
- # で始まる命令を読み取り、ソースコードを変更します。
変更後のコードがコンパイラに渡される
- プリプロセッサが処理を終えた後、コンパイラがコードを解釈し始めます。

プリプロセッサ命令の活用例

例: 条件付きコンパイルとデバッグの切り替え

#include <stdio.h>

// デバッグモードを定義
#define DEBUG

int main() {
#ifdef DEBUG
    printf("Debug mode is ON\n");
#else
    printf("Debug mode is OFF\n");
#endif
    return 0;
}

DEBUG を定義するかどうかでプログラムの動作が変わります。

まとめ

プリプロセッサ命令は、コンパイルの前にソースコードを変更・調整する強力な仕組みです。
主な用途は以下の通り:
- マクロ定義 (#define)
- ファイルインクルード (#include)
- 条件付きコンパイル (#ifdef など)
コードの再利用性や柔軟性を高めるために不可欠なツールです。