测试环境

Windows 11 + VS 2022（MSVC）
Ubuntu 24.04 + GNU 13.2.0（g++）

研究

C 语言的 math.h 头文件中定义了一些数学常量，这是一个标准库。C 语言的标准库在 C++ 中通常提供了适配的头文件，命名为 C + C标准库名 + 去掉.h。math.h 在 C++ 中使用，可以引用 cmath 这个头文件。

使用 GNU 编译下面代码

#include <iostream>
#include <cmath>

int main()
{
    std::cout << M_PI << std::endl;
}

编译成功，运行正常

然而同样的代码使用 VS 编译就报错了

于是对常量的定义进行追踪发现引用关系为：cmath->cstdlib->math.h->corecrt_math_defines.h
corecrt_math_defines.h 中定义了数学常量

但是 math.h 引用 corecrt_math_defines.h 是有条件的

需要定义 _USE_MATH_DEFINES 才会引用，于是代码添加了这个定义

#define _USE_MATH_DEFINES
#include <iostream>
#include <cmath>

int main()
{
    std::cout << M_PI << std::endl;
}

能成功运行了

但是如果把代码改成了

#include <iostream>
#define _USE_MATH_DEFINES
#include <cmath>

int main()
{
    std::cout << M_PI << std::endl;
}

又说找不到 M_PI 了，那么就考虑是 iostream 中其实也直接或间接地引用了 cmath，等于第一次引用 cmath 发生在定义 _USE_MATH_DEFINES 之前，后面我再引用的已经无效了，于是测试

#define _USE_MATH_DEFINES
#include <iostream>

int main()
{
    std::cout << M_PI << std::endl;
}

可以编译运行，证明 iostream 中已经直接或间接引用了 cmath。那么要保证数学常量能正常使用，就需要保证 _USE_MATH_DEFINES 定义在最前面，实际开发中引用的库非常多，不能保证别的头文件就没有引用 cmath。再一想，这还是单文件，只要放在最前面一定保证定义有效，如果是多源文件，引用的关系就非常复杂了，需要放置在所有源码的第一次引用 cmath 的前面的才有效。
最好的办法就是项目属性，放置到预处理器中，这样就是编译器一开始就给加上了

源文件中不需要添加定义了，也能保证正常引用

这个属于是编译器内部实现的差异，VS 需要用 _USE_MATH_DEFINES 来控制是否引用数学常量，而 GNU 是直接引用的。算是各有优劣，对于不清楚情况的，在 VS 里遇到就有一点懵，会想明明 GNU 里都能直接用的（我第一次遇到的时候就是这样），但是在一定程度上避免命名空间污染，有些项目里可能自己定义了同名的标识符会产生冲突，通过条件控制是否引用，默认不引用，这样就避免重名的问题。

C++ 中使用 C 语言的数学常量