Препроцессорные средства в C и С++
Методическое пособие - Компьютеры, программирование
Другие методички по предмету Компьютеры, программирование
Препроцессорные средства в C и С++
3.1 Основные понятия препроцессорной обработки
Препроцессорная обработка (макрообработка) это преобразование текста путем замены препроцессорных переменных их значениями и выполнения препроцессорных операторов (директив препроцессора).
В общем случае препроцессорные средства включают:
- определение препроцессорных переменных и присвоенных им значений;
- средства управления просмотром преобразуемого текста;
- правила подстановки значений макропеременных.
Определение препроцессорной переменной часто называют макроопределением или макросом, а подстановку ее значения в обрабатываемый текст макрорасширением.
Макрообработка состоит в последовательном просмотре исходного текста и выделения в нем лексем сканировании текста. Если выделенная лексема является препроцессорной переменной, она заменяется на свое значение, т.е. строится макрорасширение. Если встречается препроцессорная директива, то она выполняется. Лексемы, не являющиеся препроцессорными переменными или директивами, переносятся в выходной текст без изменения. Результатом такой обработки является текст, не содержащий препроцессорных директив и препроцессорных переменных. Если исходный текст был программой на C или C++, то после макрообработки должен быть получен синтаксически правильный текст на C или C++.
Как правило, строковые литералы (строки в кавычках) рассматриваются препроцессором как отдельные лексемы и переносятся в выходной текст без изменения.
Препроцессор обычно обеспечивает возможность включения в программу исходных текстов из других файлов, в Си/Си++ это выполняется по директиве
# include имя файла
Если включаемый файл находится в одном из оглавлений, указываемых в установках интегрированной среды в пункте options-directory-include, где можно указать несколько путей, разделяя их точкой с запятой, имя файла заключается в уголковые кавычки, например
# include
в остальных случаях указывается полный путь к включаемому файлу в кавычках:
# include “c:\myinclud\includ1.h”
При включении файла на место директивы #include вставляется текст из этого файла, а последующие строки исходного файла сдвигаются вниз, после чего вставленный текст сканируется препроцессором.
Отметим, что директивы препроцессора всегда записывается с новой строки и первым символом директивы должен быть знак #, которому могут предшествовать только пробелы и знаки табуляции. Концом текста директивы служит конец строки. Если директива не помещается в одной строке, в конце строки ставится знак \ и директива продолжается на следующей строке. Количество строк продолжения не ограничивается.
3.2. Препроцессорные переменные
Препроцессорная переменная (макроимя) объявляется директивой
# define идентификатор значение
Например:
# define L_NAME 6
# define END_FORMULA ;
# define DEBUG
Если объявленное таким способом макроимя встретится в последующем тексте программы, оно будет заменено на соответствующее значение:
char namevar [L_NAME]; // эквивалентно char namevar[6];
if ( c != END_FORMULA ) ...... // if ( c != ;).....
Переменная DEBUG объявлена. но не имеет значения. В последующем тексте можно проверять. объявлено или нет это имя, и в зависимости от результата проверки включать или не включать в программу некоторые операторы.
Объявленное в define макроимя известно препроцессору от точки его объявления до конца файла или пока не встретится директива
# undef имя
Например, #undef DEBUG
Если в последующем тексте встретится имя DEBUG, оно будет рассматриваться как обычное, а не препроцессорное имя.
Имеется ряд предопределенных макроимен, предусмотренных стандартами на языки C и C++, в том числе:
_ _LINE_ _ - номер строки в исходном файле,
_ _FILE_ _ - имя обрабатываемого файла,
_ _DATE_ _ - дата начала обработки препроцессором,
_ _TIME_ _ - время начала обработки,
_ _STDC_ _ - программа должна соответствовать стандарту ANSI.
_ _cplusplus - компилировать программу в соответствии с синтаксисом Си++,
_ _PASCAL_ _ - последующие имена по умолчанию имеют тип “имя языка Pascal”
Предопределенные имена нельзя объявлять в #define или отменять в #undef.
Макросы FILE, DATE и TIME могут использоваться в сообщениях, выдаваемых в начале программы для указания, какая версия программы используется, например,
cout << “\n Файл “ << __FILE__ << “ От “ << __DATE__ << “\n”;
Макрос PASCAL применяется при описании функций, предназначенных для использования в программах, написанных на языке Pascal, а также функций, вызываемых операционной системой Windows.
При программировании на Си директивы типа
#define MAX_LEN 80
обычно применяются для задания именованных констант. Введение описателя const в последние версии Си и в Си++ позволяет определять именованные константы так же, как и обычные переменные.
3.3. Макроопределения (макросы)
Рассмотренный выше вариант директивы #define частный случай. Полный синтаксис этой директивы имеет вид:
# define идентификатор(параметры) список_замены
Параметры задаются их именами, список замены - это текст на C, C++, содержащий имена параметров, например:
# define MAX(a,b) ( (a) > (b) )? (a) : (b)
# define PRINT(a) cout<< #a<<“= “<<(a)<<endl;
Если в области действия этих макроопределений встретится текст
x = MAX( y + p, s);
то он будет заменен на
x = ( (y + p) > (s)) ? (y + p) : (s);
оператор PRINT(x) будет заменен на
cout<<“x”<<“= “<<(x)<<endl;
Знак # перед именем п