C++中的预处理

逃离我推掉我的手 2022-08-26 03:48 124阅读 0赞

一、预处理的由来：  
  
在C++的历史发展中，有很多的语言特征（特别是语言的晦涩之处）来自于C语言，预  
  
处理就是其中的一个。C++从C语言那里把C语言预处理器继承过来（C语言预处理器，被Bj  
  
arne博士简称为Cpp，不知道是不是C Program Preprocessor的简称）。  
  
二、常见的预处理功能：  
  
预处理器的主要作用就是把通过预处理的内建功能对一个资源进行等价替换，最常见  
  
的预处理有：文件包含，条件编译、布局控制和宏替换4种。  
  
文件包含：\#include 是一种最为常见的预处理，主要是做为文件的引用组合源程序正  
  
文。  
  
条件编译：\#if,\#ifndef,\#ifdef,\#endif,\#undef等也是比较常见的预处理，主要是进  
  
行编译时进行有选择的挑选，注释掉一些指定的代码，以达到版本控制、防止对文件重复  
  
包含的功能。  
  
布局控制：\#progma，这也是我们应用预处理的一个重要方面，主要功能是为编译程序  
  
提供非常规的控制流信息。  
  
宏替换： \#define，这是最常见的用法，它可以定义符号常量、函数功能、重新命名  
  
、字符串的拼接等各种功能。  
  
三、预处理指令：  
  
预处理指令的格式如下：  
  
\# directive tokens  
  
\#符号应该是这一行的第一个非空字符，一般我们把它放在起始位置。如果指令一行放  
  
不下，可以通过进行控制，例如：  
  
\#define Error if(error) exit(1) 等价于  
  
\#define Error  
  
if(error) exit(1)  
  
不过我们为了美化起见，一般都不怎么这么用，更常见的方式如下：  
  
\# ifdef \_\_BORLANDC\_\_  
  
if\_true<(is\_convertible<Value,named\_template\_param\_base>::value)>::  
  
template then<make\_named\_arg, make\_key\_value>::type Make;  
  
\# else  
  
enum \{ is\_named = is\_named\_parameter<Value>::value \};  
  
typedef typename if\_true<(is\_named)>::template  
  
then<make\_named\_arg, make\_key\_value>::type Make;  
  
\# endif  
  
下面我们看一下常见的预处理指令：  
  
\#define 宏定义  
  
\#undef 未定义宏  
  
\#include 文本包含  
  
\#ifdef 如果宏被定义就进行编译  
  
\#ifndef 如果宏未被定义就进行编译  
  
\#endif 结束编译块的控制  
  
\#if 表达式非零就对代码进行编译  
  
\#else 作为其他预处理的剩余选项进行编译  
  
\#elif 这是一种\#else和\#if的组合选项 //后面有例子的  
  
\#line 改变当前的行数和文件名称  
  
\#error 输出一个错误信息  
  
\#pragma 为编译程序提供非常规的控制流信息  
  
下面我们对这些预处理进行一一的说明，考虑到宏的重要性和繁琐性，我们把它放到  
  
最后讲。  
  
四、文件包含指令：  
  
这种预处理使用方式是最为常见的，平时我们编写程序都会用到，最常见的用法是：  
  
\#include <iostream> //标准库头文件  
  
\#include <iostream.h> //旧式的标准库头文件  
  
\#include "IO.h" //用户自定义的头文件  
  
\#include "../file.h" //UNIX下的父目录下的头文件  
  
\#include "/usr/local/file.h" //UNIX下的完整路径  
  
\#include "..file.h" //Dos下的父目录下的头文件  
  
\#include "usrlocalfile.h" //Dos下的完整路径  
  
这里面有2个地方要注意：  
  
1、我们用<iostream>还是<iostream.h>?  
  
我们主张使用<iostream>，而不是<iostream.h>,为什么呢？我想你可能还记得我  
  
曾经给出过几点理由，这里我大致的说一下：  
  
首先，.h格式的头文件早在98年9月份就被标准委员会抛弃了，我们应该紧跟标准  
  
，以适合时代的发展。  
  
其次，iostream.h只支持窄字符集，iostream则支持窄/宽字符集。  
  
还有，标准对iostream作了很多的改动，接口和实现都有了变化。  
  
最后，iostream组件全部放入namespace std中，防止了名字污染。  
  
2、<io.h>和"io.h"的区别？  
  
其实他们唯一的区别就是搜索路径不同：  
  
对于\#include <io.h> ，编译器从标准库路径开始搜索  
  
对于\#include "io.h" ，编译器从用户的工作路径开始搜索  
  
五、编译控制指令：  
  
这些指令的主要目的是进行编译时进行有选择的挑选，注释掉一些指定的代码，以达  
  
到版本控制、防止对文件重复包含的功能。  
  
使用格式，如下：  
  
1、  
  
\#ifdef identifier  
  
your code  
  
\#endif  
  
如果identifier为一个定义了的符号，your code就会被编译，否则剔除  
  
2、  
  
\#ifndef identifier  
  
your code  
  
\#endif  
  
如果identifier为一个未定义的符号，your code就会被编译，否则剔除  
  
3、  
  
\#if expression  
  
your code  
  
\#endif  
  
如果expression非零，your code就会被编译，否则剔除  
  
4、  
  
\#ifdef identifier  
  
your code1  
  
\#else  
  
your code2  
  
\#endif  
  
如果identifier为一个定义了的符号，your code1就会被编译，否则your  
  
code2就会被编译  
  
5、  
  
\#if expressin1  
  
your code1  
  
\#elif expression2 //呵呵，elif  
  
your code2  
  
\#else  
  
your code3  
  
\#enif  
  
如果epression1非零，就编译your code1，否则，如果expression2非零，就编译y  
  
our code2，否则，就编译your code3  
  
其他预编译指令  
  
除了上面我们说的集中常用的编译指令，还有3种不太常见的编译指令：\#line、\#err  
  
or、\#pragma，我们接下来就简单的谈一下。  
  
\#line的语法如下：  
  
\#line number filename  
  
例如：\#line 30 a.h 其中，文件名a.h可以省略不写。  
  
这条指令可以改变当前的行号和文件名，例如上面的这条预处理指令就可以改变当前  
  
的行号为30，文件名是a.h。初看起来似乎没有什么用，不过，他还是有点用的，那就是用  
  
在编译器的编写中，我们知道编译器对C++源码编译过程中会产生一些中间文件，通过这条  
  
指令，可以保证文件名是固定的，不会被这些中间文件代替，有利于进行分析。  
  
\#error语法如下：  
  
\#error info  
  
例如：\#ifndef UNIX  
  
\#error This software requires the UNIX OS.  
  
\#endif  
  
这条指令主要是给出错误信息，上面的这个例子就是，如果没有在UNIX环境下，就会  
  
输出This software requires the UNIX OS.然后诱发编译器终止。所以总的来说，这条指  
  
令的目的就是在程序崩溃之前能够给出一定的信息。  
  
\#pragma是非统一的，他要依靠各个编译器生产者，例如，在SUN C++编译器中：  
  
// 把name和val的起始地址调整为8个字节的倍数  
  
\#progma align 8 (name, val)  
  
char name\[9\];  
  
double val;  
  
//在程序执行开始，调用函数MyFunction  
  
\#progma init (MyFunction)  
  
预定义标识符  
  
为了处理一些有用的信息，预处理定义了一些预处理标识符，虽然各种编译器  
  
的预处  
  
理标识符不尽相同，但是他们都会处理下面的4种：  
  
\_\_FILE\_\_ 正在编译的文件的名字  
  
\_\_LINE\_\_ 正在编译的文件的行号  
  
\_\_DATE\_\_ 编译时刻的日期字符串，例如： "25 Dec 2000"  
  
\_\_TIME\_\_ 编译时刻的时间字符串，例如： "12:30:55"  
  
例如：cout<<"The file is :"<<\_\_FILE\_\_"<<"! The lines is:  
  
"<<\_\_LINE\_\_<<endl;  
  
预处理何去何从  
  
如何取代\#include预处理指令，我们在这里就不再一一讨论了。  
  
C++并没有为\#include提供替代形式，但是namespace提供了一种作用域机制，  
  
它能以  
  
某种方式支持组合，利用它可以改善\#include的行为方式，但是我们还是无法取代  
  
\#include。  
  
\#progma应该算是一个可有可无的预处理指令，按照C++之父Bjarne的话说，就  
  
是："  
  
\#progma被过分的经常的用于将语言语义的变形隐藏到编译系统里，或者被用于提  
  
供带有特殊语义和笨拙语法的语言扩充。”  
  
对于\#ifdef，我们仍然束手无策，就算是我们利用if语句和常量表达式，仍然  
  
不足以  
  
替代她，因为一个if语句的正文必须在语法上正确，满足类检查，即使他处在一个  
  
绝不会被执行的分支里面。