1. 概述
預處理命令就是我們程序開頭以#字符開頭的命令。為什么叫預處理命令？因為這些命令是在編譯時的第一步就執行了的，不會轉為匯編碼。
編譯器編譯代碼的步驟：
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預處理。處理#include,#define等命令並刪除注釋，所以無論怎么寫都不會再第一步CE。
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編譯。真編譯會分析代碼語法（開了O2還會改一些）並生成匯編文件。
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匯編。將匯編碼轉為機器碼。
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鏈接。根據電腦情況進行重定位，鏈接庫等，生成可執行文件
使用-E，-S，-c可以選擇只執行第1步，1~2步，1~3步。如果對本文的知識有疑惑，您可以選擇使用g++ -E 1.cpp -o 1.i來獲取預處理后的.i文件深刻體會。另外-S也可以用於獲取匯編碼。
絕大部分預處理命令在OI里用處不大，但也有功能強大的預處理命令。
#符號應該是這一行的第一個非空字符。不過，也可以打\把內容移到下一行，就跟注釋一樣。
#define pi 3.14159 \
26535
//This is an \
example
這樣就把下一行內容上移了。
洛谷的編輯器不會這么顯示，但本地編輯器上你能發現下一行也變成了注釋或預處理樣式。
常見的預處理命令如下：
#include 包含頭文件
#ifdef 或 #if defined 如果定義了一個宏, 就執行操作
#ifndef 或 #if !defined 如果沒有定義一個宏，就指執行操作
#define 定義一個宏
#undef 刪除一個宏
#pragma 自定義編譯器選項，指示編譯器完成一些事
這里介紹3個最常用的預處理命令：#include，#define，#pragma
2. #include
這是最常見的文件包含命令。
無論你再厲害，什么東西可以手寫，也需要#include <cstdio>
命令本質是把指定的文件中的函數，變量，宏等全部導入，可以理解成把那個文件全部內容復制粘貼到你的代碼里了。
不過，如果是單純的粘貼，#include兩遍應該會有重復定義CE才對。但是標准庫使用宏定義避免了這一點（參見后文）。自己寫頭文件時也要注意。
Question 0: #include必須接尖括號嗎？
事實上，#include命令不一定要使用尖括號，使用引號也是完全可以的。
區別在於引號會優先在要編譯的文件中找，沒找到才會調用標准庫里的文件。
當然對於OIer來講，#include <cstdio>和#include "cstdio"就沒有任何區別了，但是此時尖括號更為規范。
在自己用C++開發小游戲時，為了便於管理，可以像標准庫一樣把用途相似的函數單獨用一個文件保存。在需要時就將其包含，此時就需要用到引號了。
Question 1: 為什么引用標准庫的頭文件時不加.h？
在C語言中其實是要加的，只能寫#include <stdio.h>或者#include <math.h>
C++里把這些文件的后綴名去掉並在前面加了一個c比如#include <cmath>
但是這些傳統的庫你如果使用老寫法，仍然是可以過編譯的，只是不規范。
但是對於C++的新內容（比如iostream和stack）就不能加.h了。
有人試了，會說#include <string.h>能用！但是string.h對應的是C語言里的cstring庫而不是C++新增的那個string。使用前者是定義不了string類型的。cstring庫是提供一些內存操作的函數和char數組的函數比如memset,memcpy,strlen。
Question 2: 萬能頭文件真的萬能嗎？
現在的NOI)(P已經支持萬能頭文件#include <bits/stdc++.h>。
（注意是正斜杠不是反斜杠，寫錯了有可能CE）
事實上他包含的東西你是不可能記完的，但是您能用到的東西里面絕對都有。
C++11里還新包括了random，unordered_map等庫。
詳見stdc++.h原文件
雖然說不上萬能，OI里的確完全夠用了。
辟謠！！！萬能頭文件並不會減慢程序運行速度，內存上的增加幾乎可以忽略。在編譯時main里沒有用到的東西就會被優化掉。
而且你隨時帶上十幾個頭文件，又在說萬頭不好，根本沒說服力
當然有可能增加編譯時間和源程序大小，然並卵
Question 3: 為什么我看到別人有在程序中途包含文件的神奇操作?
之前說過#include的本質是把指定文件復制進這一行，所以如果是在函數內寫的這個命令，就只對這一個函數有效。
void func()
{
#include "test.h"
mmm();//可以使用test.h里的函數
}
int main()
{
func();
mmm()//CE。不能使用test.h里的函數。
}
但是OI里不能這么用，因為標准庫還涉及到命名空間的問題。
Quetion 4: 自己寫的頭文件到底是怎么用的？
按照標准的話，.h用於存放大篇的宏定義和函數，變量的聲明（也就是函數第一行的函數名和參數列表），而同名的.cpp則存放函數的具體實現。.h里寫一個#include "test.cpp"。主程序只要包含test.h就可以使用庫里的函數了。
不過為了節省工作量，我們可以在.h里就直接定義好函數，也可以選擇在主程序里直接#include "test.cpp"。包含命令的本質是復制粘貼，這樣寫也是完全沒有問題的。
使用萬能頭文件不要用的變量名:y1, next, time, rand
包括很多常見單詞最好都不用，有些Windows可以，但是評測時會CE。
3. #define
命令#define 叫做宏定義，用於代碼中的字符串替換。是最有用的預處理指令
1. 不帶參數的宏
#define MAX 10000
if (9874 > MAX)
return 0;
上述代碼定義宏MAX,這句以后的"MAX"就代表10000。if中的式子為false。
該方法可用於替代const定義常量，而且只做了代碼替換，運行時不占用空間。也可以用於簡化標准庫里名字超長的函數。
另外如果這個常量需要多次進行運算（比如模數），據說寫成const是更快的，經過個人不完全測試的確是這樣的，但是效率差別很小，所以也不必過多在意，還是看自己更喜歡哪種寫法。
注意:
1. #define不會替換字符串和注釋中的宏（廢話）
2. 替換宏時需要完全匹配，如定義宏“super”后，“supermarket”不會被部分替換。
2. 帶參數的宏
事實上，宏跟函數一樣，可以帶有參數。
例：用圓的半徑求其周長和面積。
#define pi 3.14159
#define AREA(i) i*i*pi
double d;
int main()
{
cin >> d;
cout << AREA(d)<< endl ;
return 0;
}
我們把宏寫成AREA這種像函數的形式，之后出現AREA(i)時，
先發現括號里為2，即i=2,然后再做替換。
由於只做字符串替換，所以#define不僅可以定義常量，還可以定義表達式，函數，甚至代碼段。
#define sum(a,b,c) (a)+(b)+(c)
#define max(a,b) (a>b)?(a):(b)
#define fors(a,b) for(int i=(a);i<=(b);i++)
利用宏定義可以使代碼更加簡潔易懂，同時用#define定義max等函數。速度快於函數，但也沒快多少。
注意:
命令#define命令后第一個單詞為宏，其余為宏體。
#define int long long
#define abc def ghi \
jkl
#define register
在第一句中，第一個int為替換體，即以后int代表long long。
在第二句中，只有abc作為宏體，之后的abc被替換為def ghi jkl，反斜杠只有換行作用。
在第三句中，程序里所有的register會被刪除，可以用於調試。
特例（不是完全字符串替換，感謝@Black_white_Tony dalao）：
我們都知道vector <pair<int,int>>會因為>>被識別為右移而CE所以必須補空格。但是如果這樣寫：
#define pii pair<int,int>
vector <pii> a;
卻可以正常通過編譯，這是因為如果define中的最后一個字符和后面第一個字符能構成新運算符時，就會自動加上空格。大家可以用g++ -E指令看得更透徹一些。
兩個運算符構成新運算符加空格：<< >> -> ++ && += >=
這個特例也許就是為了STL套STL的問題設計的吧。
注：C++11里是可以直接寫vector <pair<int,int>>的，但是你如果使用了宏定義，第一步預處理后的文件在這里仍會加上空格。
3. 宏的高級應用
##：連接左右兩端的字符串
#： 把后面的參數變為一個字符串（即強行加上""）
#define a(x) p##x
#define b(x) #x
int p1 = 3, p2 = 4;
int main()
{
printf("%d %d\n",a(1),a(2));
puts(b(qwqwq));
}
//Output:
//3 4
//qwqwq
這個比較常見的就是用來縮寫for，避免因b改變帶來的問題。
#define F(i, a, b) for(int i=(a),end##i=(b); i<=end##i; i++)
#ifdef 如果定義了宏
#ifndef 如果沒定義宏
#endif以上兩句的終止句（相當於右括號）
在標准庫中，每包含一個頭文件，這個頭文件里就會define一個表示這個文件已被包含的宏，如果這個文件第二次被包含，#ifndef為假不再執行，就會跳過文件，這樣就可以避免重復包含導致CE。
有些宏是在不同編譯環境里就定義好的，利用這些就可以做些趣事。
#ifndef ONLINE_JUDGE
freopen("testdata.in","r",stdin);
freopen("testdata.out","w",stdout);
#endif
//很多OJ（包括洛谷）都有這個宏
或者也可以在開頭定義一個debug宏，把調試輸出的語句用#ifndef括上，這樣刪除調試輸出就只需要注釋一行。
其他預定義的宏：（摘自cppreference）
__cplusplus //C++版本號
__FILE__ //文件名
__DATE__ //編譯日期
__TIME__ //編譯時間
__LINE__ //這一行的行號
4. 宏的撤銷
能定義的宏就能取消，使用#undef直接接宏名就可以撤銷宏(包括預定義的）。
#define sum(a,b) a+b
#define e 2.718
int a=sum(9,6);
double b=e*3;
#undef sum(a,b)
#undef e
#undef __cplusplus
5. 宏的缺點
宏雖然方便易用，但也有許多缺點。
I. 改變運算優先級
#define DEF 2+3
int a = DEF+5;
int b = DEF*7;
DEF以2+3的形式直接帶入，沒有轉化為5
在A的定義中，a將被解釋為“2+3+5”，其值為10.
但B將被解釋為“2+3*7”，乘法先算，值為23，不是我們希望的35.
解決方法就是在參數左右加上括號
II. 沒有固定的數據類型
#define MAX 1e6
int a[MAX];
此時會CE。因為1e6是一個double類型，數組大小只能用int，由於MAX是文本替換導致這里並不會轉換類型。
這是可以在前面加上(int)，或者使用const定義常量。
4. #pragma
在我們尋找一道題最優解的時候，最快的人（如果沒打表）往往會有幾十行的#pragma來卡常。那么這個命令有什么用？卡常的原理是什么呢?
#pragma 命令可以指定編譯選項，或者讓編譯器完成一些命令。功能非常強大，這里只做非常淺顯的介紹。
部分內容摘自百度百科。
1. #pragma once
添加在頭文件的開頭，可以告訴編譯器這個文件最多編譯一次，也可以用於防止重復包含頭文件。比前文#ifndef好用，只是標准庫里沒用這個。
2. #pragma message()
讓編譯器輸出括號里的字符串，配合#ifdef，可以在編譯時就輸出一些特定的信息。
3. #pragma comment()
本身用於鏈接文件，OI里可以用來手動擴棧（但是不一定有用）
#pragma comment(linker,"/STACK:1024000000,1024000000")
4. #pragma GCC target()
這個找遍全網也沒有准確定義，大概就是將括號里的東西識別為指令。指令的速度比函數更快，借此加速。
#pragma GCC target("popcnt")可以讓內置函數__builtin_popcount()的速度提高一倍以上。
另外，如果你想使用指令集，也可以使用這條指令把指令集括上。
#pragma GCC target("avx,avx2,sse,sse2,sse3,sse4.1,sse4.2")
5. #pragma pack() & pop()
用於對齊結構體
//#pragma pack(4)
struct Node
{
int a;
long long b;
}x;
本來一個結構體的每個變量都會與最大的那個對齊，比如例子中int就與long long對齊了，字節數也為8。所以sizeof x = 16。
但是如果有了那句#pragma，每個變量就會與4對齊，所以int字節數為4，long long由於本來就大於4就被忽略,sizeof x = 12。這樣做一定程度上可以省空間。
但是對齊其實效率更高，所以x大一點好。
pop()可以用來取消pack()指令
6. #pragma GCC optimize()
將括號里的字符串帶入編譯參數，相當於可以自定義編譯參數。
如果輸入數字的話就會進行O1/O2/O3優化。用這個命令可以開啟編譯器自帶的優化。
但是只能是編譯優化方面的參數，比如-o指定文件名肯定不能加在里面。
最后附贈網絡上廣泛流傳的40行優化：
#pragma GCC target("sse,sse2,sse3,sse4.1,sse4.2,popcnt,abm,mmx,avx")
#pragma comment(linker,"/STACK:102400000,102400000")
#pragma GCC optimize("Ofast")
#pragma GCC optimize("inline")
#pragma GCC optimize("-fgcse")
#pragma GCC optimize("-fgcse-lm")
#pragma GCC optimize("-fipa-sra")
#pragma GCC optimize("-ftree-pre")
#pragma GCC optimize("-ftree-vrp")
#pragma GCC optimize("-fpeephole2")
#pragma GCC optimize("-ffast-math")
#pragma GCC optimize("-fsched-spec")
#pragma GCC optimize("unroll-loops")
#pragma GCC optimize("-falign-jumps")
#pragma GCC optimize("-falign-loops")
#pragma GCC optimize("-falign-labels")
#pragma GCC optimize("-fdevirtualize")
#pragma GCC optimize("-fcaller-saves")
#pragma GCC optimize("-fcrossjumping")
#pragma GCC optimize("-fthread-jumps")
#pragma GCC optimize("-funroll-loops")
#pragma GCC optimize("-fwhole-program")
#pragma GCC optimize("-freorder-blocks")
#pragma GCC optimize("-fschedule-insns")
#pragma GCC optimize("inline-functions")
#pragma GCC optimize("-ftree-tail-merge")
#pragma GCC optimize("-fschedule-insns2")
#pragma GCC optimize("-fstrict-aliasing")
#pragma GCC optimize("-fstrict-overflow")
#pragma GCC optimize("-falign-functions")
#pragma GCC optimize("-fcse-skip-blocks")
#pragma GCC optimize("-fcse-follow-jumps")
#pragma GCC optimize("-fsched-interblock")
#pragma GCC optimize("-fpartial-inlining")
#pragma GCC optimize("no-stack-protector")
#pragma GCC optimize("-freorder-functions")
#pragma GCC optimize("-findirect-inlining")
#pragma GCC optimize("-fhoist-adjacent-loads")
#pragma GCC optimize("-frerun-cse-after-loop")
#pragma GCC optimize("inline-small-functions")
#pragma GCC optimize("-finline-small-functions")
#pragma GCC optimize("-ftree-switch-conversion")
#pragma GCC optimize("-foptimize-sibling-calls")
#pragma GCC optimize("-fexpensive-optimizations")
#pragma GCC optimize("-funsafe-loop-optimizations")
#pragma GCC optimize("inline-functions-called-once")
#pragma GCC optimize("-fdelete-null-pointer-checks")
注意：
- 這類優化的效果玄學，因人而異，有時很猛有時一點用都沒有，也與編譯環境相關。但是最壞情況也就沒有用，這些代碼不會因為編譯環境CE。
- 由於O2/O3/Ofast優化已經到達了改寫循環，刪除多余代碼等毀天滅地的程度，很容易改變代碼的原意導致玄學錯誤。使用這些優化的時候一定要保證自己的代碼規范，否則就會有玄學問題出現。
- 並不知道NOI)(P能不能用，最好不用（你也不可能背下來）
5. Others
還有一些命令，這里花上幾行介紹一下。
#error //在這一行顯示一個CE信息，並中斷編譯
#warning //在這一行顯示警告信息
#line //指定下一行的行號
#if //如果滿足則執行，后面應接布爾表達式，以#endif結尾
#elif //#if語句的分支
完結撒花，感謝陪伴