Лекция 11 Директивы препроцессора

Препроцессор входит в состав системы программирования С++ и обеспечивает обработку исходного текста программы перед ее компиляцией. В ходе препроцессорной обработки программы реализуются следующие действия:

1. выполняется подстановка макрорасширений вместо имен макросов и их аргументов;

2. в исходный текст программы включаются файлы, содержащие вспомогательную информацию (описание объектов, классов, прототипы функций и т.п.);

3. выполняется условная компиляция программы – определение окончательного вида исходного текста программы путем оставления или исключения отдельных ее фрагментов.

Задание препроцессору описывается с помощью директив препроцессора. Они начинаются со знака #, размещаемого в первой позиции строки.

Препроцессорная обработка позволяет сократить время разработки программ, пвысить их наглядность и мобильность. Например, при изменении характеристик аппаратно-программных средств достаточно изменить содержимое подключаемых файлов.

Макроопределения (макросы) определяются директивой препроцессора #define.

#define имя_макроса (список параметров) тело макроса

имя_макроса – задает имя вместо которого подставляется макрорасширение (при отсутствии параметров - тело макроса).

Можно выделить три формы макросов #define

• простое определение символа;

• определение символической константы;

• определение макроса с параметрами.

Простое определение выглядит так:

#define H “Hello!”

#define M 100

#define kvadr(a) a*a

…….

char s(M); // расширяется в char s[100];

puts(H); //расширяется в puts(“Hello!”);

y=kvadr(x); //расширяется в y=x*x;

В сравнении с использованием функций макросредства позволяют уменьшить время выполнения программы путем исключения потерь на организацию передачи управления, но платой за это является увеличение размеров загрузочного модуля.

Если макрос задается с аргументами, то в отличие от функций, то контроль соответствия типов формальных и фактических параметров отсутствует. Например,

#define kvadr(a) a*a

int y,x=5,z,b=5;

y=kvadr(++x); //y=42; x=7;

z=pow(++b,2); //z=36; b=6;

При определении одни макросы могут ссылаться на другие.

#define PI 3.14159265

#define AREA(x) (PI *kvadr(x))

#define MAX(a, b) (<a)>(b) ? (a): (b)),circleArea = AREA(rl + r2);

Правило: каждый параметр и все определение в целом должны заключаться в скобки. Иначе при вхождении макроса в выражение могут появляться ошибки, связанные с различным приоритетом операций.

Рассмотрите такой случай:

#define SQR(x) х*х

binom = -SQR(a + b) ;

При расширении макроса получится: binom = -a + b*a + b;

Порядок оценки выражения окажется совсем не тем, что подразумевался.

В отличие от операторов С директивы препроцессора должны располагаться в одной строке, и поскольку это технически не всегда возможно для продолжения макроса на другой строке ставится \.

#define SHUTDOWN \

printf("Error!"); \

return -1

…

if (ErrorCondition()) SHUTDOWN; //Вызов макроса.

Операция конкатенации (##) в макросе с параметрами может обеспечить удаление всех символов между символами ##. В результате вызова макроса соответствующие аргументы объединяются в единую лексему, например:

#define con(k,r) k##-##r

con(y,2) //расширяется в y2

Определенный ранее макрос можно аннулировать директивой #undef:

#undef con

После этого макрос становится неопределенным, и последующие ссылки на него будут приводить к ошибке при компиляции.

В макросах может применяться специальная операция преобразования в строку (#). Если в расширении макроса параметру предшествует эта операция, то выражение-аргумент будет преобразовано в литеральную строку, заключенную в двойные кавычки. Вот один пример:

#define SHOWINT(var)

printf(#var " = %d\n", (int)(var))

int iVariable = 100;

SHOWINT(iVariable) ;

Последняя строчка расширяется и печатает iVariable = 100

printf("iVariable"" = %d\n", (int)(iVariable));

С примыкающие друг к другу литеральные строки при компиляции соединяются в одну строку.

Директива # include

Препроцессор заменяет директиву содержимым указанного в ней файла. Есть две ее формы:

#include <filename>

#include "filename"

В первом случае поиск нужного файла производится только в стандартных каталогах включаемых файлов; во втором случае этому предшествует поиск в текущем каталоге.

#include “a:\student\t1.txt”

Поиск файла выполняется в соответствии с указанной спецификацией. Если файл по спецификации не найден, то поиск его продолжается в текущем и стандартных каталогах.