Не имею понятия, как препроцессор выглядит изнутри, но, по идее, там должно быть какое-то представление текста программы, к которому он применяет операции замены. Вот это представление и операции на нём можно же заменить на обращения к функциональтной структуре данных, даже не написав свой препроцессор?

У blue_slonopotam правда это сделано на Перле, так что там всё сложнее. Трудно сказать, как можно что-то сделать с веами типа $line ~= s/<horrible line noise>/<more horrible line noise>/g