C预处理器

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C预处理器是C语言、C++语言的预处理器。用于在编译器处理程序之前预扫描源代码,完成头文件的包含, 扩展, 条件编译英语conditional compilation, 行控制(line control)等操作。

编译阶段[编辑]

C语言标准规定,预处理是指前4个编译阶段(phases of translation)。

  1. 三字符组与双字符组的替换
  2. 行拼接(Line splicing): 把物理源码行(Physical source line)中的换行符转义字符处理为普通的换行符,从而把源程序处理为逻辑行的顺序集合。
  3. 单词化(Tokenization): 处理每行的空白、注释等,使每行成为token的顺序集。
  4. 宏扩展与预处理指令(directive)处理.

包含文件[编辑]

用于包含另一个文件:

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

条件编译[编辑]

if-else指令包括#if, #ifdef, #ifndef, #else, #elif and #endif .

#if VERBOSE >= 2
  print("trace message");
#endif

#ifdef __unix__ /* __unix__ is usually defined by compilers targeting Unix systems */
# include <unistd.h>
#elif defined _WIN32 /* _WIN32 is usually defined by compilers targeting 32 or 64 bit Windows systems */
# include <windows.h>
#endif


#if !(defined __LP64__ || defined __LLP64__) || defined _WIN32 && !defined _WIN64
	// we are compiling for a 32-bit system
#else
	// we are compiling for a 64-bit system
#endif


宏定义与扩展[编辑]

有两种宏:

  • 类似对象的宏(无参数的宏)
  • 类似函数的宏(带参数的宏),在第一个标识符与左括号之间,绝不能有空格。
#define <identifier> <replacement token list>                    // object-like macro
#define <identifier>(<parameter list>) <replacement token list>  // function-like macro, note parameters

宏定义可以用#undef取消:

#undef <identifier>                                              // delete the macro

特殊宏与指令[编辑]

__FILE____LINE__, 扩展为当前文件与行号。例如:

// debugging macros so we can pin down message origin at a glance
#define WHERESTR  "[file %s, line %d]: "
#define WHEREARG  __FILE__, __LINE__
#define DEBUGPRINT2(...)       fprintf(stderr, __VA_ARGS__)
#define DEBUGPRINT(_fmt, ...)  DEBUGPRINT2(WHERESTR _fmt, WHEREARG, __VA_ARGS__)
//...

  DEBUGPRINT("hey, x=%d\n", x);

C或C++语言标准定义了宏: __STDC__, __STDC_VERSION__, __cplusplus,__DATE__,__TIME__,__func__等。

Token字符串化[编辑]

#运算符(Stringification Operator)把随后的token转化为C语言的字符串。

#define str(s) #s

str(p = "foo\n";) // outputs "p = \"foo\\n\";"
str(\n)           // outputs "\n"

即使#运算符后面的是另一个宏名,这个宏名将不会被宏展开,而是按照字面值被当作一个字符串。因此,如果需要#运算符后面的宏名做宏展开,需要使用两层宏的嵌套使用,其中外层的宏展开时也一并把#运算符后面的宏名做宏展开。例如:

#define xstr(s) str(s)
#define str(s) #s
#define foo 4

str (foo)  // outputs "foo"
xstr (foo) // outputs "4"

Token连接[编辑]

##运算符(Token Pasting Operator)连接两个token为一个token.

#define DECLARE_STRUCT_TYPE(name) typedef struct name##_s name##_t

DECLARE_STRUCT_TYPE(g_object); // Outputs: typedef struct g_object_s g_object_t;

##运算符左侧或右侧如果是另一个宏名,这个宏名将不会被宏展开,而是按照字面值被当作一个token。因此,如果需要##运算符左右的宏名做宏展开,需要使用两层宏的嵌套使用,其中外层的宏展开时也一并把##运算符左右的宏名做宏展开。

用户定义的编译错误与警告[编辑]

#error "error message"
#warning "warning message"

编译器相关的预处理特性[编辑]

#pragma指令提供了编译器特定的预处理功能。

参考文献[编辑]

外部链接[编辑]