сочетания символов (символические аббревиатуры) на соответствующие директивы. Он отыскивает и подключает к программе необходимые файлы и может изменить условия компиляции [19.1 ]. Препроцессор имеет тот же смысл, что и буферный процессор .

Директива #define

Директива #define определяет идентификатор и последовательность символов, которая будет подставляться вместо идентификатора каждый раз, когда он встретится в исходном файле. Идентификатор называется именем макроса, а сам процесс замены – макрозаменой (макрорасширением, макрогенерацией, макроподстановкой) [19.3 ]. В общем виде директива #define выглядит следующим образом (должно быть задано буквами латинского алфавита):

#define имя_макроса последовательность_символов

В определении, как правило, в конце последовательности символов не ставится точки с запятой. Между идентификатором и последовательностью символов последовательность_символов может быть любое количество пробелов, но признаком конца последовательности символов может быть только разделитель строк [19.3 ].

Имена макросов обычно задаются с помощью букв верхнего регистра.

У директивы #define имя макроса может определяться с формальными параметрами. Тогда каждый раз, когда в программе встречается имя макроса, то используемые в его определении формальные параметры заменяются теми аргументами, которые встретились в программе. Такого рода макросы называются макросами с формальными параметрами (макроопределениями с параметрами и макросами, напоминающими функции ) [19.3 ]. Ключевым элементом макроса с параметрами являются круглые скобки, внутри которых находятся собственно формальные параметры. Рассмотрим пример макроса с тремя параметрами для определения следующего условия: будет ли остаток от деления случайной функции на правую границу интервала больше, чем половина этого интервала.

Программный код решения примера

#include #include #include #include #define MAX(a,b,c) ((1+rand()%(b)) > ((a)+(b))/2) ? (c):(b) int main (void) { int a, b, c; srand((unsigned) time(NULL)); printf("\n Enter a, b, c: "); scanf_s("%d%d%d", &a, &b, &c); printf("\n MAX(a,b,c): %d\n", MAX(a,b,c)); printf("\n\n ... Press any key: "); _getch(); return 0; }

Использование вместо настоящих функций макросов с формальными параметрами (т. е. a, b, с ) дает следующее преимущество: увеличивается скорость выполнения кода, потому что в таких случаях не надо тратить ресурсы на вызов функций. Кроме того, макрос не чувствителен к типу данных, т. е. в нем отсутствует проверка типов аргументов. Однако если у макроса с формальными параметрами очень большие размеры, то тогда из-за дублирования кода увеличение скорости достигается за счет увеличения размеров программы [19.3 ]. И еще, в конструировании макроса следует быть очень внимательным. Как правило, макросы используются для небольших пользовательских функций [19.4 ].

Директива #error

Директива #error заставляет компилятор прекратить компиляцию [19.3 ]. Эта директива используется в основном для отладки. В общем виде директива #error выглядит следующим образом:

#error сообщение – об – ошибке

Заданное сообщение об ошибке (сообщение – об – ошибке ) в двойные кавычки не заключается. Когда встречается данная директива, то выводится сообщение об ошибке – возможно, вместе с другой информацией, определяемой компилятором [19.3 ].

Директива #include

Директива #include дает указание компилятору читать еще один исходный файл – в дополнение к тому файлу, в котором находится сама эта директива [19.3 ]. Имя исходного файла (подключаемого файла) должно быть заключено в двойные кавычки или в угловые скобки. Обычно имена стандартных заголовочных файлов заключают в угловые скобки. А использование кавычек обычно приберегается для имен специальных файлов, относящихся к конкретной программе. Способ поиска файла зависит от того, заключено ли его имя в двойные кавычки или же в угловые скобки. Если имя заключено в угловые скобки, то поиск файла проводится тем способом, который определен в компиляторе. Часто это означает поиск определенного каталога, специально предназначенного для хранения таких файлов. Если имя заключено в кавычки, то поиск файла проводится другим способом. Во многих компиляторах это означает поиск файла в текущем рабочем каталоге. Если же файл не найден, то поиск повторяется уже так, как будто имя файла заключено в угловые скобки [19.3 ].

Файлы, имена которых находятся в директивах #include, могут в свою очередь содержать другие директивы #include. Они называются вложенными директивами #include. Количество допустимых уровней вложенности у разных компиляторов может быть разным. Однако в стандарте С89 предусмотрено, что компиляторы должны допускать не менее 8 таких уровней [19.3 ].

Директивы условной компиляции

Каждая директива #if сопровождается директивой #endif.

В общем случае директива #undef выглядит следующим образом:

#undef имя_макроса

Директива #undef используется в основном для того, чтобы локализовать имена макросов в тех участках кода, где они нужны.

Для того чтобы узнать определено ли имя макроса, можно использовать директиву #if в сочетании с оператором времени компиляции defined [19.3 ].

Директива #line

Директива #line изменяет содержимое __LINE__ и __FILE__, которые являются зарезервированными идентификаторами (макросами) в компиляторе. В первом из них содержится номер компилируемой в данный момент строки программного кода программы [

Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ": www.intuit.ru Нина Калинина, Нина Костюкова Лекция 11. Препроцессор языка Си

Общие сведения

В интегрированную среду подготовки программ на Си или вкомпилятор языка как обязательныйкомпонент входитпрепроцессор . Назначение препроцессора - обработка исходного текста программы до ее компиляции. Препроцессорная обработка включает несколько стадий, выполняемых последовательно. Конкретная реализация может объединять несколько стадий, но результат должен быть таким, как если бы они выполнялись в следующем порядке:

1. Все системно-зависимые обозначения перекодируются в стандартные коды.

2. Каждая пара из символов " \ " и "конец строки" вместе с пробелами между ними убираются, и тем самым следующая строка исходного текста присоединяется к строке, в которой находилась эта пара символов.

3. В тексте распознаются директивы и лексемы препроцессора, а каждый комментарий заменяется одним символом пустого промежутка.

4. Выполняются директивы препроцессора и производятся макроподстановки.

5. Эскейп-последовательности в символьных константах и символьных строках заменяются на их эквиваленты.

6. Смежные символьные строки конкатенируются, то есть соединяются в одну строку.

7. Каждая препроцессорная лексема преобразуется в текст на языке Си.

Поясним, что понимается под препроцессорными лексемами или лексемами препроцессора. К ним относятся символьные константы , имена включаемых файлов, идентификаторы, знаки операций, препроцессорные числа, знаки препинания, строковыеконстанты и любые символы, отличные от пробела.

Стадия обработки директив препроцессора. При ее выполнении возможны следующие действия: замена идентификаторов заранее подготовленными последовательностями символов; включение в программу текстов из указанных файлов; исключение из программы отдельных частей ее текста, условная компиляция;

макроподстановка, то есть замена обозначения параметризованным текстом, формируемым препроцессором с учетом конкретных аргументов.

Символические константы: #define

Если в качестве первого символа в строке программы используется символ # , то эта строка являетсякомандной строкой препроцессора (макропроцессора).Командная строка препроцессора заканчивается символом перевода на новую строку. Если непосредственно перед концом строки поставить символ обратной косой черты "\ ", токомандная строка будет продолжена на следующую строку программы.

Директива #define , подобно всем директивам препроцессора, начинается c символа# в самой левой позиции. Она может появиться в любом месте исходного файла, а даваемоеопределение имеет силу от места появления до конца файла. Мы активно используем эту директиву для определениясимволических констант в наших примерах программ, однако она имеет более широкое применение, что мы покажем дальше.

Замена идентификаторов

#define идентификатор строка

Заменяет каждое вхождение идентификатора ABC в тексте программы на100 :

#undef идентификатор

ПрепроцессорязыкаСи

Отменяет предыдущее определение для идентификатора ABC .

/* Простые примеры директивы препроцессора */ #define TWO 2 /* можно использовать комментарии*/ #define MSG "Текст 1.\

Продолжение текста 1"

/* обратная косая черта продолжает определение на следующую строку */ #define FOUR TWO*TWO

#define PX printf("X равен %d.\n", x) #define FMT "X равен %d.\n"

int x = TWO; PX;

x = FOUR; printf(FMT,x); printf("%s\n",MSG); printf("TWO:MSG\n"); return TWO;

В результате выполнения нашего примера будем иметь:

X равен 2 X равен 4

Текст 1. Продолжение текста 1 TWO: MSG

Разберем, что произошло. Оператор

превращается в

Затем оператор

превращается в

printf("X равно %d.\n",x);

поскольку сделана полная замена. Теперь мы видим, что макроопределение может представлять любую строку, даже целое выражение на языке Си. Заметим, что это константная строка. PX напечатает только переменную, названнуюx .

В следующей строке выполняется следующее: x = FOUR;

превращается

www.intuit.ru/studies/professional_skill_improvements/1747/courses/43/print_lecture/663

ПрепроцессорязыкаСи

превращается в

и на этом все заканчивается. Фактическое умножение имеет место не во время работы препроцессора и не при компиляции, а всегда без исключения при работе программы. Препроцессор не выполняет вычислений . Он только очень точно делает предложенные подстановки. Заметим, что макроопределение может включать другие определения. Некоторые компиляторы не поддерживают это свойство вложения. В следующей строке

превращается в

printf("X равно %d.\n",x)

когда FMT заменяется соответствующей строкой. Этот подход может оказаться очень удобным, если есть длинная строка, которую мы используем несколько раз. В следующей строке программы MSG заменяется соответствующей строкой. Кавычки делают замещающую строку константой символьной строки. Поскольку программа получает ее содержимое, эта строка будет запоминаться в массиве, заканчивающемся нуль-символом. Так,

#define HAL "X" определяет символьную константу, а

#define HAR "X" определяет символьную строку X\0

Обычно препроцессор, встречая одно из макроопределений в программе, очень точно заменяет их эквивалентной строкой замещения. Если эта строка также содержит макроопределения, они тоже замещаются. Единственным исключением при замене является макроопределение, находящееся внутри двойных кавычек. Поэтому

printf("TWO: MSG");

печатает буквально TWO: MSG вместо печати следующего текста:

2: "Текст 1.

Продолжение текста 1"

Если нам нужно напечатать этот текст, можно использовать оператор

printf("%d: %s\n",TWO,MSG);

потому что здесь макроопределения находятся вне кавычек.

Когда следует использовать символические константы ? Вероятно, мы должны применять их для большинства чисел. Если число является константой, используемой в вычислениях, тосимволическое имя делает яснее ее смысл. Если число - размер массива, тосимволическое имя упрощает изменение вашей программы при работе с большим массивом. Если число является системным кодом, скажем для символаEOF , то символическое представление делает программу более переносимой. Изменяется только определениеEOF . Мнемоническое значение, легкость изменения, переносимость: все это делает

символические константы заслуживающими внимания!

Использование аргументов с #define

Во избежание ошибок при вычислении выражений параметры макроопределения необходимо заключать

в скобки.

#define идентификатор1 (идентификатор2, . . .) строка

#define abs(A) (((A) > 0)?(A) : -(A))

www.intuit.ru/studies/professional_skill_improvements/1747/courses/43/print_lecture/663

ПрепроцессорязыкаСи

Каждое вхождение выражения abs(arg) в тексте программы заменяется на

((arg) > 0) ? (arg) : -(arg),

причем параметр макроопределенияА заменяется на arg .

#define nmem(P,N)\

(P) -> p_mem[N].u_long

Символ \ продолжает макроопределение на вторую строчку. Это макроопределение уменьшает сложность выражения, описывающегомассив объединений внутри структуры.

Макроопределение с аргументами очень похоже на функцию, поскольку аргументы его заключены в скобки:

/* макроопределение с аргументами */ #define SQUARE(x) x*x

#define PR(x) printf("x равно %d.\n", x)

PR(SQUARE(x+2));

PR(100/SQUARE(2));

PR(SQUARE(++x)); return 0;

Всюду, где в нашей программе появляется макроопределение SQUARE(x) , оно заменяется наx*x. В отличие от наших прежних примеров, при использовании этогомакроопределения мы можем совершенно свободно применять символы, отличные отx . В макроопределении "x " замещается символом, использованным в макровызове программы. Поэтому макроопределениеSQUARE(2) замещается на2*2 . Таким образом,x действует какаргумент . Однако,аргумент макроопределения не работает - точно так же, какаргумент функции. Вот результаты выполнения программы:

z равно 16. z равно 4.

SQUARE(x) равно 16. SQUARE(x+2) равно 14. 100/SQUARE(2) равно 100. SQUARE(++x) равно 30.

Первые две строки очевидны. Заметим, что даже внутри двойных кавычек в определении PR переменная замещается соответствующим аргументом. Все аргументы в этом определении замещаются. Рассмотрим третью строку:

Она становится следующей строкой:

printf("SQUARE(x) равно %d.\n", SQUARE(x));

www.intuit.ru/studies/professional_skill_improvements/1747/courses/43/print_lecture/663

ПрепроцессорязыкаСи

после первого этапа макрорасширения. Второе SQUARE(x) расширяется, превращаясь вx*x , а первое остается без изменения, потому что теперь оно находится внутри кавычек в операторе программы, и таким образом защищено от дальнейшего расширения. Окончательно строка программы содержит

printf("SQUARE(x) равно %d.\n",x*x);

и выводит на печать

SQUARE(x) равно x*x.

Если макроопределение включает аргумент с двойными кавычками, тоаргумент будет замещаться строкой из макровызова. Но после этого он в дальнейшем не расширяется, даже если строка является еще одним макроопределением. В нашем примерепеременная x стала макроопределениемSQUARE(x) и осталась им. Вспомним, чтоx=4 . Это позволяет предположить, чтоSQUARE(x+2) будет равно6*6 или36 . Но напечатанный результат говорит, что получается число14 . Причина такого результата такова:препроцессор не делает вычислений. Он только замещает строку. Всюду, где нашеопределение указывает наx ,препроцессор подставит строкуx+2 .

Таким образом,

x*x становится x+2*x+2

Если x равно4 , то получается

4+2*4+2=4+8+2=14

Вызов функции передаетзначение аргумента в функцию вовремя выполнения программы. Макровызов передает строку аргументов в программу до ее компиляции.

Макроопределение или функция?

! Многие задачи можно решать, используя макроопределение с аргументами или функцию. Что из них следует применять? На этот счет нет строгих правил, но есть некоторые соображения.

Макроопределения должны использоваться скорее как хитрости, а не как обычные функции. Они могут иметь нежелательные побочные эффекты. Некоторые компиляторы ограничиваютмакроопределения одной строкой, и, по -видимому, лучше соблюдать такое ограничение, даже если вашкомпилятор этого не делает.

Выбор макроопределения приводит к увеличению объема памяти, а выбор функции - к увеличению времени работы программы. Макроопределение создает строчный код, т.е. мы получаем оператор в программе. Если макроопределение применить 20 раз, то в программу вставится 20 строк кода. Если мы используем функцию 20 раз, то у нас будет только одна копия операторов функции. Однако управление программой следует передать туда, где находитсяфункция , а затем вернуться в вызывающую программу, а на это потребуется больше времени, чем при работе со строчными кодами. Так что думайте, что выбирать!

Преимущество макроопределений заключается в том, что при их использовании нам не нужно беспокоиться о типах переменных, т.к. макроопределения имеют дело с символьными строками, а не с фактическими значениями. Tак наше макроопределениеSQUARE(x) можно использовать одинаково хорошо с переменными типаint илиfloat .

Запомним!

1. В макроопределении нет пробелов, но они могут появиться в замещающей строке. Препроцессор полагает, что макроопределение заканчивается на первом пробеле, поэтому все, что стоит после пробела, остается в замещающей строке.

2. Используйте круглые скобки для каждого аргумента и всего определения. Это является гарантией того, что элементы будут сгруппированы надлежащим образом в выражении.

3. Для имен макрофункций следует использовать прописные буквы. Это соглашение не распространяется так широко, как соглашение об использовании прописных букв для макроконстант. Их применение предостережет от возможных побочных эффектов

www.intuit.ru/studies/professional_skill_improvements/1747/courses/43/print_lecture/663

ПрепроцессорязыкаСи

макроопределений.

Предположим, что мы разработали несколько макрофункций по своему усмотрению. Если мы пишем новую программу, мы не должны их переопределять. Нужно использовать директиву#include .

Включение файла: #include

Перечень обозначений заголовочных файлов для работы с библиотеками компиляторов утвержден стандартом языка. Ниже приведены названия этих файлов, а также краткие сведения о тех описаниях и определениях, которые в них включены. Большинство описаний - прототипы стандартных функций, а определены в основном константы , напримерEOF , необходимые для работы с библиотечными функциями.

assert.h - диагностикапрограмм

ctype.h - преобразование и проверка символов

errno.h - проверка ошибок

float.h - работа с вещественными данными

limits.h - предельные значения целочисленных данных

locale.h -поддержка национальной среды

math.h - математические вычисления

setjump.h - возможности нелокальных переходов

signal.h - обработка исключительных ситуаций

stdarg.h -поддержка переменного числа параметровstddef.h - дополнительные определения

stdio.h - средства ввода-вывода

stdlib.h - функции общего назначения (работа с памятью)string.h - работа со строками символов

time.h -определение дат и времени

В конкретных реализациях количество и наименование заголовочных файлов могут быть и другими. Например, в компиляторах для MS-DOS активно используются заголовочные файлыmem.h ,alloc.h ,conio.h ,dos.h и другие. В компиляторах Turbo C, Borland C++ для связи с графической библиотекой применяетсязаголовочный файл graphics.h .

Командная строка #include может встречаться в любом месте программы, но обычно все включения размещаются в начале файла исходного текста.

#include <имя_файла>

#include

Процессор заменяет эту строку содержимым файлаmath.h . Угловые скобки означают, чтофайл math.h будет взят из некоторого стандартного каталога (обычно это/usr/include ).Текущий каталог не просматривается:

#include "имя_файла"

Препроцессор заменяет эту строку содержимым файлаABC . Так какимя файла заключено в кавычки, топоиск производится в текущем каталоге (в котором содержится основнойфайл исходного текста). Если в текущем каталоге данного файла нет, топоиск производится в каталогах, определенных именем пути в опции -l препроцессора. Если и там нет файла, то просматривается стандартный каталог.

www.intuit.ru/studies/professional_skill_improvements/1747/courses/43/print_lecture/663

ПрепроцессорязыкаСи

В операционной системе UNIX угловые скобки сообщают препроцессору, чтофайл следует искать в одном или нескольких стандартных системных каталогах. Кавычки говорят ему, что сначала нужно смотреть в вашем каталоге или в каком-то другом, если вы определяете его именем файла, а затем искать в стандартных местах.

В конкретных реализациях количество и наименования заголовочных файлов могут быть разными:

#include "/user/1/my.h" ищет в каталоге /user/1

В типичной микропроцессорной системе эти две формы являются синонимами, и препроцессор ведетпоиск на указанном диске.

#include "stdio.h" ищет на стандартном диске

#include ищет на стандартном диске

#include "a:stdio.h" ищет на диске а

По соглашениюсуффикс .h используется для заголовочных файлов, т.е. файлов с информацией, которая располагается в начале программы. Заголовочные файлы обычно состоят из операторов препроцессора.

Некоторые файлы включены в систему, например, stdio.h , но можно создать и свойфайл .

Многие программисты разрабатывают свои стандартные заголовочные файлы, чтобы использовать их в программах.

Условная компиляция

Командные строки препроцессора используются для условной компиляции различных частей исходного текста в зависимости от внешних условий.

#if константное_выражение

Истина , если константноевыражение ABC + 3 не равно нулю.

#ifdef идентификатор

истина , еслиидентификатор ABC определен ранее командой#define .

#ifndef идентификатор

истина , еслиидентификатор ABC не определен в настоящий момент.

Если предшествующие проверки #if ,#ifdef или#ifndef даютзначение "Истина ", то строки от#else до#endif игнорируются при компиляции.

Команда #endif обозначает конец условной компиляции.

fprintf (stderr, "location: x = %d\n", x); #endif

Вспомогательные директивы

Номер строки и имя файла

#line целая_константа "имя_файла"

Препроцессор изменяет номер текущей строки и имя компилируемого файла. Имя файла может быть опущено.

Одна из целей использования условной компиляции - сделать программу более мобильной. Изменяя несколько ключевых определений в начале файла, мы можем устанавливать различные значения и включать различные файлы для разных систем.

#define N 3/*определение константы */

#line 55 "file.c"

Реакция на ошибки

#error последовательность лексем

Обработка директивы приводит к выдаче диагностического сообщения в виде, определенном последовательностью лексем. Применение этой директивы совместно с условными препроцессорными командами.

В дальнейшем можно проверить ее значение и выдать сообщение, если у NAME окажется другое значение:

#error NAME должно быть равно 15!

Сообщение будет выглядеть так:

error <имя_файла><номер_строки >;

error directive: NAME должно быть равно 15!

Пустая директива

www.intuit.ru/studies/professional_skill_improvements/1747/courses/43/print_lecture/663

FILE__

ПрепроцессорязыкаСи

Использование этой директивы не вызывает никаких действий.

Эта директива определяет действия, зависящие от конкретной реализации компилятора. Например в некоторые компиляторы входит вариант этой директивы для извещения компилятора о наличии в тексте программы команд на языке Ассемблер. Возможности команды #pragma могут быть разнообазными. Стандарта для них не существует. Если конкретный препроцессор встречает прагму, которая ему неизвестна, он ее просто игнорирует как пустую директиву. В некоторых реализациях включена прагма.

#pragma pack(n) , гдеn= 1 ,2 ,4 . Прагмаpack позволяет влиять на упаковку смежных элементов в структурах и объединениях (см. лекцию 14).

Соглашение может быть таким:

pack(1) - выравнивание элементов по границам байтов;

pack(2) - выравнивание элементов по границам слов;

pack(4) - выравнивание элементов по границам двойных слов;

В некоторые компиляторы включены прагмы, позволяющие изменять способ передачи параметров функциям, порядок помещения параметров в стек и т.д.

Встроенные макроимена

Существуют встроенные (заранее определенные) макроимена, доступные препроцессору во время обработки. Они позволяют получить следующую информацию:

DATE__ -строка символов в формате: "месяц число год", определяющая дату начала обработки исходного файла. Например, после препроцессорной обработки текста программы, выполненной 29 января 2005 года, оператор

printf(__DATE__);

станет таким

printf("%s", "January 29 2005");

LINE__ - десятичная константа - номер текущей обрабатываемой строки файла с программой наСи . Принято, что номер первой строки исходного файла равен1 ;

FILE__ -строка символов - имя компилируемого файла. Имя изменяется всякий раз, когдапрепроцессор встречает директиву#include с указанием имени другого файла. Когда включения файлапо команде#include завершаются, востанавливается предыдущеезначение макроимени

TIME__ -строка символов вида "часы:минуты:секунды", определяющая время начала обработки препроцессором исходного файла;

STDC__ - константа, равная1 , есликомпилятор работает в соответствии с ANSI-стандартом. В противном случаезначение микроимени__STDC__ не определено.Стандарт языка Си предполагает, что наличие имени__STDC__ определяется реализацией, так какмакрос __STDC__ относится к нововведениям стандарта. В конкретных реализациях набор предопределенных имен гораздо шире. Для получения более полных сведений о предопределенных препроцессорных именах следует обращаться к документациипо конкретному компилятору.

Внимание! Если Вы увидите ошибку на нашем сайте, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ", 2012 | www.intuit.ru

www.intuit.ru/studies/professional_skill_improvements/1747/courses/43/print_lecture/663

Заключительная глава книги посвящена описанию препроцессора C++. Препроцессор C++ - это часть компилятора, которая подвергает вашу программу различным текстовым преобразованиям до реальной трансляции исходного кода в объектный. Программист может давать препроцессору команды, называемые директивами препроцессора (preprocessor directives), которые, не являясь формальной частью языка C++, способны расширить область действия его среды программирования.

Препроцессор C++ включает следующие директивы.

Как видите, все директивы препроцессора начинаются с символа "#" .Теперь рассмотрим каждую из них в отдельности.

На заметку. Препроцессор C++ - прямой потомок препроцессора С, и некоторые его средства оказались избыточными после введения в C++ новых элементов. Однако он попрежнему является важной частью С++-среды программирования.

Директива #define

Директива #define определяет имя макроса.

Директива #define используется для определения идентификатора и символьной последовательности, которая будет подставлена вместо идентификатора везде, где он встречается в исходном коде программы. Этот идентификатор называется макроименем, а процесс замены -макроподстановкой (реализацией макрорасширения). Общий формат использования этой директивы имеет следующий вид.

#define макроимя последовательность_символов

Обратите внимание на то, что здесь нет точки с запятой. Заданная последовательность_символов завершается только символом конца строки. Между элементамимакроимя (имя_макроса) ипоследовательность_символов может быть любое количество пробелов.

Итак, после включения этой директивы каждое вхождение текстового фрагмента, определенное как макроимя , заменяется заданным элементомпоследовательность_символов . Например, если вы хотите использовать словоUP в качестве значения1 и словоDOWN в качестве значения0 , объявите такие директивы#define .

Данные директивы вынудят компилятор подставлять 1 или0 каждый раз, когда в файле исходного кода встретится словоUP илиDOWN соответственно. Например, при выполнении инструкции:

cout << UP << " " << DOWN << " " << UP + UP;

На экран будет выведено следующее:

После определения имени макроса его можно использовать как часть определения других макроимен. Например, следующий код определяет имена ONE ,TWO иTHREE и соответствующие им значения.

#define TWO ONE+ONE

#define THREE ONE+TWO

Важно понимать, что макроподстановка - это просто замена идентификатора соответствующей строкой. Следовательно, если вам нужно определить стандартное сообщение, используйте код, подобный этому.

Препроцессор заменит строкой "Введите имя файла" каждое вхождение идентификатораGETFILE . Для компилятора эта cout-инструкция

cout << GETFILE;

в действительности выглядит так.

cout << "Введите имя файла";

Никакой текстовой замены не произойдет, если идентификатор находится в строке, заключенной в кавычки. Например, при выполнении следующего кода

#define GETFILE "Введите имя файла"

cout << "GETFILE - это макроимя\n";

на экране будет отображена эта информация

GETFILE - это макроимя,

Введите имя файла - это макроимя

Если текстовая последовательность не помещается на строке, ее можно продолжить на следующей, поставив обратную косую черту в конце строки, как показано в этом примере.

#define LONG_STRING "Это очень длинная последовательность,\

которая используется в качестве примера."

Среди С++-программистов принято использовать для макроимен прописные буквы. Это соглашение позволяет с первого взгляда понять, что здесь используется макроподстановка. Кроме того, лучше всего поместить все директивы#define в начало файла или включить в отдельный файл, чтобы не искать их потом по всей программе.

Макроподстановки часто используются для определения "магических чисел" программы. Например, у вас есть программа, которая определяет некоторый массив, и ряд функций, которые получают доступ к нему. Вместо"жесткого" кодирования размера массива с помощью константы лучше определить имя, которое бы представляло размер, а затем использовать это имя везде, где должен стоять размер массива. Тогда, если этот размер придется изменить, вам достаточно будет внести только одно изменение, а затем перекомпилировать программу. Рассмотрим пример.

#define MAX_SIZE 100

float balance;

double index;

int num_emp;

Важно! Важно помнить, что в C++ предусмотрен еще один способ определения констант, который заключается в использовании спецификатора const. Однако многие программисты "пришли" в C++ из С-среды, где для этих целей обычно использовалась директива #define. Поэтому вам еще часто придется с ней сталкиваться в С++-коде.

Макроопределения, действующие как функции

Директива #define имеет еще одно назначение: макроимя может использоваться с аргументами. При каждом вхождении макроимени связанные с ним аргументы заменяются реальными аргументами, указанными в коде программы. Такие макроопределения действуют подобно функциям. Рассмотрим пример.

/* Использование "функциональных" макроопределений. */

#include

using namespace std;

#define MIN(a, b) (((a)<(b)) ? a: b)

cout << "Минимум равен: " << MIN(x, у);

При компиляции этой программы выражение, определенное идентификатором MIN (а, b) , будет заменено, ноx иy будут рассматриваться как операнды. Это значит, что coutинструкция после компиляции будет выглядеть так.

cout << "Минимум равен: " << (((х)<(у)) ? х: у);

По сути, такое макроопределение представляет собой способ определить функцию, которая вместо вызова позволяет раскрыть свой код в строке.

Макроопределения, действующие как функции, - это макроопределения, которые принимают аргументы.

Кажущиеся избыточными круглые скобки, в которые заключено макроопределение MIN , необходимы, чтобы гарантировать правильное восприятие компилятором заменяемого выражения. На самом деле дополнительные круглые скобки должны применяться практически ко всем макроопределениям, действующим подобно функциям. Нужно всегда очень внимательно относиться к определению таких макросов; в противном случае возможно получение неожиданных результатов. Рассмотрим, например, эту короткую программу, которая использует макрос для определения четности значения.

// Эта программа дает неверный ответ.

#include

using namespace std;

#define EVEN(a) a%2==0 ? 1: 0

if(EVEN(9+1)) cout << "четное число";

else cout << "нечетное число ";

Эта программа не будет работать корректно, поскольку не обеспечена правильная подстановка значений. При компиляции выражение EVEN(9+1) будет заменено следующим образом.

Напомню, что оператор "%" имеет более высокий приоритет, чем оператор"+" . Это значит, что сначала выполнится операция деления по модулю (% ) для числа1 , а затем ее результат будет сложен с числом9 , что (конечно же) не равно0 . Чтобы исправить ошибку, достаточно заключить в круглые скобки аргументa в макроопределенииEVEN , как показано в следующей (исправленной) версии той же программы.

// Эта программа работает корректно.

#include

using namespace std;

#define EVEN(a) (a)%2==0 ? 1: 0

if(EVEN(9+1)) cout << "четное число";

else cout << "нечетное число";

Теперь сумма 9+1 вычисляется до выполнения операции деления по модулю. В общем случае лучше всегда заключать параметры макроопределения в круглые скобки, чтобы избежать непредвиденных результатов, подобных описанному выше.

Использование макроопределений вместо настоящих функций имеет одно существенное достоинство: поскольку код макроопределения расширяется в строке, и нет никаких затрат системных ресурсов на вызов функции, скорость работы вашей программы будет выше по сравнению с применением обычной функции. Но повышение скорости является платой за увеличение размера программы (из-за дублирования кода функции).

Важно! Несмотря на то что макроопределения все еще встречаются в C++-коде, макросы, действующие подобно функциям, можно заменить спецификатором inline, который справляется с той же ролью лучше и безопаснее. (Вспомните: спецификатор inline обеспечивает вместо вызова функции расширение ее тела в строке.) Кроме того, inline-функции не требуют дополнительных круглых скобок, без которых не могут обойтись макроопределения. Однако макросы, действующие подобно функциям, все еще остаются частью С++-программ, поскольку многие С/С++-программисты продолжают использовать их по привычке.

Директива #еrror

Директива #error отображает сообщение об ошибке.

Директива #error дает указание компилятору остановить компиляцию. Она используется в основном для отладки. Общий формат ее записи таков.

#error сообщение

Обратите внимание на то, что элемент сообщение не заключен в двойные кавычки. При встрече с директивой#error отображается заданноесообщение и другая информация (она зависит от конкретной реализации рабочей среды), после чего компиляция прекращается. Чтобы узнать, какую информацию отображает в этом случае компилятор, достаточно провести эксперимент.

Директива #include

Директива #include включает заголовок или другой исходный файл.

Директива препроцессора #include обязывает компилятор включить либо стандартный заголовок, либо другой исходный файл, имя которого указано в директиве#include . Имя стандартных заголовков заключается в угловые скобки, как показано в примерах, приведенных в этой книге. Например, эта директива

#include

Включает стандартный заголовок для векторов.

При включении другого исходного файла его имя может быть указано в двойных кавычках или угловых скобках. Например, следующие две директивы обязывают C++ прочитать и скомпилировать файл с именем sample.h :

#include

#include "sample.h"

Если имя файла заключено в угловые скобки, то поиск файла будет осуществляться в одном или нескольких специальных каталогах, определенных конкретной реализацией.

Если же имя файла заключено в кавычки, поиск файла выполняется, как правило, в

текущем каталоге (что также определено конкретной реализацией). Во многих случаях это означает поиск текущего рабочего каталога. Если заданный файл не найден, поиск повторяется с использованием первого способа (как если бы имя файла было заключено в угловые скобки). Чтобы ознакомиться с подробностями, связанными с различной обработкой директивы #include в случае использования угловых скобок и двойных кавычек, обратитесь к руководству пользователя, прилагаемому к вашему компилятору. Инструкции#include могут быть вложенными в другие включаемые файлы.

Директивы условной компиляции

Существуют директивы, которые позволяют избирательно компилировать части исходного кода. Этот процесс, именуемый условной компиляцией , широко используется коммерческими фирмами по разработке программного обеспечения, которые создают и поддерживают множество различных версий одной программы.

Директивы #if, #else, #elif и #endif

Директивы #if, #ifdef, #ifndef, #else, #elif и #endif - это директивы условной компиляции.

Главная идея состоит в том, что если выражение, стоящее после директивы #if оказывается истинным, то будет скомпилирован код, расположенный между нею и директивой#endif в противном случае данный код будет опущен. Директива#endif используется для обозначения конца блока#if .

Общая форма записи директивы #if выглядит так.

#if константное_выражение

последовательность инструкций

Если константное_выражение является истинным, код, расположенный непосредственно за этой директивой, будет скомпилирован. Рассмотрим пример.

// Простой пример использования директивы #if.

#include

using namespace std;

cout << "Требуется дополнительная память\n";

При выполнении эта программа отобразит сообщение Требуется дополнительная память на экране, поскольку, как определено в программе, значение константыМАХ больше 10. Этот пример иллюстрирует важный момент: Выражение, которое стоит после директивы#if , вычисляется во время компиляции. Следовательно, оно должно содержать только идентификаторы, которые были предварительно определены, или константы. Использование же переменных здесь исключено.

Поведение директивы #else во многом подобно поведению инструкцииelse , которая является частью языка C++: она определяет альтернативу на случай невыполнения директивы#if . Чтобы показать, как работает директива#else , воспользуемся предыдущим примером, немного его расширив.

// Пример использования директив #if/#else.

#include

using namespace std;

cout << "Требуется дополнительная память.\n");

cout << "Достаточно имеющейся памяти.\n";

В этой программе для имени МАХ определено значение, которое меньше 10, поэтому#if - ветвь кода не скомпилируется, но зато скомпилируется альтернативная #else -ветвь. В результате отобразится сообщениеДостаточно имеющейся памяти. .

Обратите внимание на то, что директива #else используется для индикации одновременно как конца #if -блока, так и начала #еlse -блока. В этом есть логическая необходимость, поскольку только одна директива#endif может быть связана с директивой

#if.

Директива #elif эквивалентна связке инструкций else-if и используется для формирования многозвенной схемы if-else-if , представляющей несколько вариантов компиляции. После директивы#elif должно стоять константное выражение. Если это выражение истинно, следующий блок кода скомпилируется, и никакие другие#elif - выражения не будут тестироваться или компилироваться. В противном случае будет проверено следующее по очереди #elif -выражение. Вот как выглядит общий формат использования директивы#elif .

#if выражение

последовательность инструкций

#elif выражение 1

последовательность инструкций

#elif выражение 2

последовательность инструкций

#еlif выражение 3

последовательность инструкций

#elif выражение N

последовательность инструкций

Например, в этом фрагменте кода используется идентификатор COMPILED_BY , который позволяет определить, кем компилируется программа.

#define COMPILED_BY JOHN

#if COMPILED_BY == JOHN

char who = "John";

#elif COMPILED_BY == BOB

char who = "Bob";

char who = "Tom";

Директивы #if и#elif могут быть вложенными. В этом случае директива#endif ,#else или#elif связывается с ближайшей директивой#if или#elif . Например, следующий фрагмент кода совершенно допустим.

#if COMPILED_BY == BOB

#if DEBUG == FULL

#elif DEBUG == PARTIAL

cout << "Боб должен скомпилировать код" << "для отладки вывода данных.\n";

Директивы #ifdef и #ifndef

Директивы #ifdef и#ifndef предлагают еще два варианта условной компиляции, которые

можно выразить как "если определено"и "если не определено"соответственно.

Общий формат использования директивы #ifdef таков.

#ifdef макроимя

последовательность инструкций

Если макроимя предварительно определено с помощью какой-нибудь директивы#define , то

Общий формат использования директивы #ifndef таков.

#ifndef макроимя

последовательность инструкций

Если макроимя не определено с помощью какой-нибудь директивы#define , топоследовательность инструкций , расположенная между директивами#ifdef и#endif , будет скомпилирована.

Как директива #ifdef , так и директива#ifndef может иметь директиву#else или#elif . Рассмотрим пример.

#include

using namespace std;

cout << "Программист Том.\n";

cout << "Программист неизвестен.\n";

cout << "Имя RALPH не определено.\n";

При выполнении эта программа отображает следующее.

Программист Том.

Имя RALPH не определено.

Но если бы идентификатор ТОМ был не определен, то результат выполнения этой программы выглядел бы так.

Программист неизвестен.

Имя RALPH не определено.

И еще. Директивы #ifdef и#ifndef можно вкладывать точно так же, как и директивы#if .

Директива #undef

Директива #undef используется для удаления предыдущего определения некоторого макроимени. Ее общий формат таков.

#undef макроимя

Рассмотрим пример.

#define TIMEOUT 100

Здесь имена TIMEOUT иWAIT определены до тех пор, пока не выполнится директива

#undef.

Основное назначение директивы #undef - разрешить локализацию макроимен для тех частей кода, в которых они нужны.

Использование оператора defined

Помимо директивы #ifdef существует еще один способ выяснить, определено ли в программе некоторое макроимя. Для этого можно использовать директиву#if в сочетании с оператором времени компиляцииdefined . Например, чтобы узнать, определено ли макроимяMYFILE , можно использовать одну из следующих команд препроцессорной обработки.

#if defined MYFILE

При необходимости, чтобы реверсировать условие проверки, можно предварить оператор defined символом"!" . Например, следующий фрагмент кода скомпилируется только в том случае, если макроимяDEBUG не определено.

#if !defined DEBUG

cout << "Окончательная версия!\n";

О роли препроцессора

Препроцессор C++ - прямой потомок препроцессора языка С, причем без каких-либо усовершенствований. Однако его роль в C++ намного меньше роли, которую играет препроцессор в С. Дело в том, что многие задачи, выполняемые препроцессором в С, реализованы в C++ в виде элементов языка. Страуструп тем самым выразил свое намерение сделать функции препроцессора ненужными, чтобы в конце концов от него можно было бы совсем освободить язык.

На данном этапе препроцессор уже частично избыточен. Например, два наиболее употребительных свойства директивы #define были заменены инструкциями C++. В частности, ее способность создавать константное значение и определять макроопределение, действующее подобно функциям, сейчас совершенно избыточна. В C++ есть более эффективные средства для выполнения этих задач. Для создания константы достаточно определить const -переменную. А с созданием встраиваемой (подставляемой) функции вполне справляется спецификаторinline . Оба эти средства лучше работают, чем соответствующие механизмы директивы#define .

Приведем еще один пример замены элементов препроцессора элементами языка. Он связан с использованием однострочного комментария. Одна из причин его создания - разрешить "превращение" кода в комментарий. Как вы знаете, комментарий, использующий /*...*/ -стиль, не может быть вложенным. Это означает, что фрагменты кода, содержащие /*...*/ -комментарии, одним махом "превратить в комментарий" нельзя. Но это можно сделать с // -комментариями, окружив их /*...*/ -символами комментария. Возможность

"превращения" кода в комментарий делает использование таких директив условной компиляции, как #ifdef , частично избыточным.

Директива #line

Директива #line изменяет содержимое псевдопеременных _ _LINE_ _ и _ _FILE_ _.

Директива #line используется для изменения содержимого псевдопеременных_ _LINE_ _ и_ _FILE_ _ , которые являются зарезервированными идентификаторами (макроименами). Псевдопеременная_ _LINE_ _ содержит номер скомпилированной строки, а псевдопеременная_ _FILE_ _ - имя компилируемого файла. Базовая форма записи этой команды имеет следующий вид.

#line номер "имя_файла"

Здесь номер - это любое положительное целое число, аимя_файла - любой допустимый идентификатор файла. Значение элементаномер становится номером текущей исходной строки, а значение элементаимя_файла - именем исходного файла.Имя_файла

Элемент необязательный. Директива #line используется, главным образом, в целях отладки и в специальных приложениях.

Например, следующая программа обязывает начинать счет строк с числа 200. Инструкция cout отображает номер 202, поскольку это - третья строка в программе после директивной инструкции #line 200 .

#include

using namespace std;

#line 200 // Устанавливаем счетчик строк равным 200.

int main() // Эта строка сейчас имеет номер 200.

{// Номер этой строки равен 201.

cout << _ _LINE_ _;// Здесь выводится номер 202.

Директива #pragma

Директива #pragma зависит от конкретной реализации компилятора.

Работа директивы #pragma зависит от конкретной реализации компилятора. Она позволяет выдавать компилятору различные инструкции, предусмотренные создателем компилятора. Общий формат его использования таков.

Здесь элемент имя представляет имя желаемой #pragma -инструкции. Если указанное

имя не распознается компилятором, директива #pragma попросту игнорируется без сообщения об ошибке.

Важно! Для получения подробной информации о возможных вариантах использования директивы #pragma стоит обратиться к системной документации по используемому вами компилятору. Вы можете найти для себя очень полезную информацию. Обычно #pragmaинструкции позволяют определить, какие предупреждающие сообщения выдает компилятор, как генерируется код и какие библиотеки компонуются с вашими программами.

Операторы препроцессора "#" и "##"

В C++ предусмотрена поддержка двух операторов препроцессора: "#" и"##" . Эти операторы используются совместно с директивой#define . Оператор"#" преобразует следующий за ним аргумент в строку, заключенную в кавычки. Рассмотрим, например, следующую программу.

#include

using namespace std;

#define mkstr(s) # s

cout << mkstr(Я в восторге от C++);

Препроцессор C++ преобразует строку

cout << mkstr(Я в восторге от C++);

cout << "Я в восторге от C++";

Оператор используется для конкатенации двух лексем. Рассмотрим пример.

#include

using namespace std;

#define concat(a, b) a ## b

cout << concat(x, y);

Препроцессор преобразует строку

cout << concat (x, y);

cout << xy;

Если эти операторы вам кажутся странными, помните, что они не являются операторами "повседневного спроса" и редко используются в программах. Их основное назначение - позволить препроцессору обрабатывать некоторые специальные ситуации.

Зарезервированные макроимена

В языке C++ определено шесть встроенных макроимен.

Рассмотрим каждое из них в отдельности.

Макросы _ _LINE_ _ и_ _FILE_ _ описаны при рассмотрении директивы#line выше в этой главе. Они содержат номер текущей строки и имя файла компилируемой программы.

Макрос _ _DATE_ _ представляет собой строку в форматемесяц/день/год , которая означает дату трансляции исходного файла в объектный код.

Время трансляции исходного файла в объектный код содержится в виде строки в макросе _ _TIME_ _ . Формат этой строки следующий:часы.минуты.секунды .

Точное назначение макроса _ _STDC_ _ зависит от конкретной реализации компилятора. Как правило, если макрос_ _STDC_ _ определен, то компилятор примет только стандартный С/С++-код, который не содержит никаких нестандартных расширений.

Компилятор, соответствующий ANSI/ISO-стандарту C++, определяет макрос_ _cplusplus как значение, содержащее по крайней мере шесть цифр. "Нестандартные" компиляторы должны использовать значение, содержащее пять (или даже меньше) цифр.

Мысли "под занавес"

Мы преодолели немалый путь: длиной в целую книгу. Если вы внимательно изучили все приведенные здесь примеры, то можете смело назвать себя программистом на C++. Подобно многим другим наукам, программирование лучше всего осваивать на практике, поэтому теперь вам нужно писать побольше программ. Полезно также разобраться в С++- программах, написанных другими (причем разными) профессиональными программистами. При этом важно обращать внимание на то, как программа оформлена и реализована. Постарайтесь найти в них как достоинства, так и недостатки. Это расширит диапазон ваших представлений о программировании. Подумайте также над тем, как можно улучшить существующий код, применив контейнеры и алгоритмы библиотеки STL. Эти средства, как правило, позволяют улучшить читабельность и поддержку больших программ. Наконец, просто больше экспериментируйте! Дайте волю своей фантазии и вскоре вы почувствуете себя настоящим С++-программистом!

Для продолжения теоретического освоения C++ предлагаю обратиться к моей книге Полный справочник по C++ , М. : Издательский дом "Вильямс". Она содержит подробное описание элементов языка C++ и библиотек.

Препроцессор лучше всего рассматривать как отдельную программу, которая выполняется перед компиляцией. При запуске программы препроцессор просматривает код сверху вниз, файл за файлом, в поиске директив. Директивы — это специальные команды, которые начинаются с символа # и НЕ заканчиваются точкой с запятой. Есть несколько типов директив, которые мы рассмотрим ниже.

Директива #include

Вы уже видели директиву #include в действии. Когда вы #include файл, препроцессор копирует содержимое подключаемого файла в текущий файл сразу после строчки #include. Это очень полезно при использовании определённых данных (например, функций) сразу в нескольких местах.

Директива #include имеет две формы:

#include , которая сообщает препроцессору искать файл в системных путях. Чаще всего вы будете использовать эту форму при подключении из стандартных библиотек C++.

#include "filename" , которая сообщает препроцессору искать файл в текущей директории проекта. Если его там не окажется, то препроцессор начнёт проверять системные пути и любые другие, которые вы указали в настройках вашей . Эта форма используется для подключения пользовательских заголовочных файлов.

Директива #define

Директиву #define можно использовать для создания макросов. Макрос — это правило, которое определяет конвертацию идентификатора в указанные данные.

Есть два основных типа макросов: макросы-функции и макросы-объекты.

Макросы-функции ведут себя как функции и используются в тех же целях. Мы не будем сейчас их обсуждать, так как их использование, как правило, считается опасным, и почти всё, что они могут сделать, можно осуществить с помощью простой (линейной) функции.

Макросы-объекты можно определить одним из двух следующих способов:

#define identifier
#define identifier substitution_text

Верхнее определение не имеет никакого substitution_text , в то время как нижнее — имеет. Поскольку это директивы препроцессора (а не простые ), то ни одна из форм не заканчивается точкой с запятой.

Макросы-объекты с substitution_text

Когда препроцессор встречает макросы-объекты с substitution_text , то любое дальнейшее появление identifier заменяется на substitution_text . Идентификатор обычно пишется заглавными буквами с символами подчёркивания вместо пробелов.

Рассмотрим следующий фрагмент кода:

#define MY_FAVORITE_NUMBER 9 std::cout << "My favorite number is: " << MY_FAVORITE_NUMBER << std::endl;

#define MY_FAVORITE_NUMBER 9 std :: cout << "My favorite number is: " << MY_FAVORITE_NUMBER << std :: endl ;

Препроцессор преобразует код выше в:

std::cout << "My favorite number is: " << 9 << std::endl;

Любое дальнейшее появление идентификатора USE_YEN удаляется и заменяется «ничем» (пустым местом)!

Это может показаться довольно бесполезным, однако, это не основное предназначение подобных директив. В отличие от макросов-объектов с substitution_text , эта форма макросов считается приемлемой для использования.

Условная компиляция

Директивы препроцессора условной компиляции позволяют определить, при каких условиях код будет компилироваться, а при каких — нет. В этом уроке мы рассмотрим только три директивы условной компиляции:

#ifdef;

#ifndef;

#endif.

Директива #ifdef (англ. «if def ined» = «если определено») позволяет препроцессору проверить, было ли значение ранее #define. Если да, то код между #ifdef и #endif скомпилируется. Если нет, то код будет проигнорирован. Например:

#define PRINT_JOE #ifdef PRINT_JOE std::cout << "Joe" << std::endl; #endif #ifdef PRINT_BOB std::cout << "Bob" << std::endl; #endif

#define PRINT_JOE #ifdef PRINT_JOE std :: cout << "Joe" << std :: endl ; #endif #ifdef PRINT_BOB std :: cout << "Bob" << std :: endl ; #endif

Поскольку PRINT_JOE уже был #define, то строчка std::cout << "Joe" << std::endl; скомпилируется и выполнится. А поскольку PRINT_BOB не был #define, то строчка std::cout << "Bob" << std::endl; не скомпилируется и, следовательно, не выполнится.

Директива #ifndef (англ. «if n ot def ined» = «если не определено») - это полная противоположность #ifdef, которая позволяет проверить, не было ли значение ранее определено. Например:

#ifndef PRINT_BOB std::cout << "Bob" << std::endl; #endif

#ifndef PRINT_BOB std :: cout << "Bob" << std :: endl ; #endif

Результатом выполнения этого фрагмента кода будет Bob , так как PRINT_BOB ранее никогда не был #define. Условная компиляция очень часто используется в качестве header guards (о них мы поговорим в следующем уроке).

Область видимости директивы #define

Директивы выполняются перед компиляцией программы: сверху вниз, файл за файлом.

Рассмотрим следующую программу:

#include void boo() { #define MY_NAME "Alex" } int main() { std::cout << "My name is: " << MY_NAME; return 0; }

#include void boo () #define MY_NAME "Alex" int main () std :: cout << "My name is: " << MY_NAME ; return 0 ;

Несмотря на то, что директива #define MY_NAME "Alex" определена внутри функции boo, препроцессор этого не заметит, так как он не понимает такие понятия C++, как функции. Следовательно, выполнение этой программы будет идентично той, в которой бы #define MY_NAME "Alex" было определено ДО, либо сразу ПОСЛЕ функции boo. Для лучше читабельности кода определяйте идентификаторы (с помощью #define) вне функций.

После того, как препроцессор завершит своё выполнение, все идентификаторы (определённые с помощью #define) из этого файла отбрасываются. Это означает, что директивы действительны только от точки определения до конца файла, в котором они определены. Директивы, определённые в одном файле кода, не влияют на директивы, определённые внутри других файлов этого же проекта.

Рассмотрим следующий пример:

#include void doSomething() { #ifdef PRINT std::cout << "Printing!"; #endif #ifndef PRINT std::cout << "Not printing!"; #endif }

#include void doSomething () #ifdef PRINT std :: cout << "Printing!" ; #endif #ifndef PRINT std :: cout << "Not printing!" ;

Директивы препроцессора

При каждом запуске компилятора сначала запускается препроцессор, который выполняет директивы начинающиеся с символа #. При выполнении этих команд создается временный файл исходного кода, с которым уже работает компилятор.

Директива #include

Строка
#include "имя файла"

Заменяет эту строку полным содержимым файла имя. файла. Если не указан путь то файл сначала ищется в директории исходного файла, затем в директории заданной в опциях компилятора(обычно директория Include).

Строка #include <имя файла>

Ищет файл только в директории заданной в опциях компилятора.

Директива #define

#define идентификатор строка символов

Заменяет все последующие вхождения идентификатора строкой символов. Пример:

#define A_NUMBER 100

int n=A_NUMBER;

n присвоится значение 100

#define можно применять также для определения макросов, например:

#define SWAP(a,b) temp=(a);(a)=(b);(b)=temp

Подробнее о #define (и в частности о макросах) будет отдельная статья.

Директива #undef

#undef идентификатор

Отменяет прероцессорное определение идентификатора.

Директивы #if #else #endif

#if выражение

Проверяет истинно ли выражение и если истинно, то выполняет все последующие строки до директивы #endif.

Конструкция типа:

#if выражение

#endif Проверяет выражение, если оно истинно то выполняются строки между #if и #else а если ложно то между #else и #endif.

Директивы #ifdef #ifndef

#ifdef идентификатор

Проверяет определен ли идентификатор в препроцессоре в данный момент(директивой #define) и если определен, то выполняет все последующие строки до директивы #endif.

#ifndef идентификатор

Наоборот, выполняет все последующие строки до директивы #endif если идентификатор не определен в препроцессоре в данный момент.

Директива #error

#error - сообщение об ошибке. Останавливает работу компилятора и выдает сообщение об ошибке. Например:

#ifndef smth_important

#error smth important isn"t defined

Компилятор выдаст что-то типа:

Fatal F1003 file.cpp 2: Error directive: smth important isn"t defined

*** 1 errors in Compile ***

Директива #line

Директива
#line константа "имя файла" Заставляет компилятор считать, что константа задает номер следующей строки исходного файла, и текущий входной файл именуется идентификатором. Если идентификатор отсутствует, то запомненное имя файла не изменяется.

Директива #pragma

#pragma - это директива препроцессора, которая реализует возможности компилятора. Эти особенности могут быть связанны с типом компилятора.Разные типы компиляторов могут поддерживать разные директивы. Общий вид директивы:

#pragma команда компилятора

Например:

#pragma message("сообщение") - просто выдает сообщение при компиляции.

Области видимости

Функции и внешние переменные, из которых состоит Си-программа, каждый раз компилировать все вместе нет никакой необходимости. Исходный текст можно хранить в нескольких файлах. Ранее скомпилированные программы можно загружать из библиотек. В связи с этим возникают следующие вопросы:

Как писать объявления, чтобы на протяжении компиляции используемые переменные были должным образом объявлены?

В каком порядке располагать объявления, чтобы во время загрузки все части программы оказались связаны нужным образом?

Как организовать объявления, чтобы они имели лишь одну копию?

Как инициализировать внешние переменные?

Начнем с того, что разобьем программу-калькулятор на несколько файлов. Конечно, эта программа слишком мала, чтобы ее стоило разбивать на файлы, однако разбиение нашей программы позволит продемонстрировать проблемы, возникающие в больших программах.

Областью видимости имени считается часть программы, в которой это имя можно использовать. Для автоматических переменных, объявленных в начале функции, областью видимости является функция, в которой они объявлены. Локальные переменные разных функций, имеющие, однако, одинаковые имена, никак не связаны друг с другом. То же утверждение справедливо и в отношении параметров функции, которые фактически являются локальными переменными.

Область действия внешней переменной или функции простирается от точки программы, где она объявлена, до конца файла, подлежащего компиляции. Например, если main , sp , val , push и pop определены в одном файле в указанном порядке, т. е.

Main() {...} int sp = 0;double val; void push(double f) {...}double pop(void) {...}

то к переменным sp и val можно адресоваться из push и pop просто по их именам; никаких дополнительных объявлений для этого не требуется. Заметим, что в main эти имена не видимы так же, как и сами push и pop .

Однако, если на внешнюю переменную нужно сослаться до того, как она определена, или если она определена в другом файле, то ее объявление должно быть помечено словом extern .

Важно отличать объявление внешней переменной от ее определения . Объявление объявляет свойства переменной (прежде всего ее тип), а определение, кроме того, приводит к выделению для нее памяти. Если строки

Int sp;double val;

расположены вне всех функций, то они определяют внешние переменные sp и val , т. e. отводят для них память, и, кроме того, служат объявлениями для остальной части исходного файла. А вот строки

Extern int sp;extern double val;

объявляют для оставшейся части файла, что sp - переменная типа int , а val - массив типа double (размер которого определен где-то в другом месте); при этом ни переменная, ни массив не создаются, и память им не отводится.

На всю совокупность файлов, из которых состоит исходная программа, для каждой внешней переменной должно быть одно-единственное определение ; другие файлы, чтобы получить доступ к внешней переменной, должны иметь в себе объявление extern . (Впрочем, объявление extern можно поместить и в файл, в котором содержится определение.) В определениях массивов необходимо указывать их размеры, что в объявлениях extern не обязательно. Инициализировать внешнюю переменную можно только в определении. Хотя вряд ли стоит организовывать нашу программу таким образом, но мы определим push и pop в одном файле, а val и sp - в другом, где их и инициализируем. При этом для установления связей понадобятся такие определения и объявления:

В файле 1 : extern int sp;extern double val; void push(double f) {...}double pop(void) {...}В файле2 : int sp = 0;double val;

Поскольку объявления extern находятся в начале файла1 и вне определений функций, их действие распространяется на все функции, причем одного набора объявлений достаточно для всего файла1 . Та же организация extern -объявлений необходима и в случае, когда программа состоит из одного файла, но определения sp и val расположены после их использования.