c++中的預(yù)處理
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來源：技術(shù)資料中心 發(fā)布會員：新書城收集整理 發(fā)布時間：2006-7-9 人氣：9
一、預(yù)處理的由來：
在C++的歷史發(fā)展中，有很多的語言特征（特別是語言的晦澀之處）來自于C語言，預(yù)處理就是其中的一個。C++從C語言那里把C語言預(yù)處理器繼承過來（C語言預(yù)處理器，被
Bjarne博士簡稱為Cpp，不知道是不是C Program Preprocessor的簡稱）。
二、常見的預(yù)處理功能：
預(yù)處理器的主要作用就是把通過預(yù)處理的內(nèi)建功能對一個資源進(jìn)行等價替換，最常見的預(yù)處理有：文件包含，條件編譯、布局控制和宏替換4種。
文件包含：#include 是一種最為常見的預(yù)處理，主要是做為文件的引用組合源程序正文。
條件編譯：#if,#ifndef,#ifdef,#endif,#undef等也是比較常見的預(yù)處理，主要是進(jìn)行編譯時進(jìn)行有選擇的挑選，注釋掉一些指定的代碼，以達(dá)到版本控制、防止對文件重復(fù)
包含的功能。
布局控制：#progma，這也是我們應(yīng)用預(yù)處理的一個重要方面，主要功能是為編譯程序提供非常規(guī)的控制流信息。
宏替換： #define，這是最常見的用法，它可以定義符號常量、函數(shù)功能、重新命名、字符串的拼接等各種功能。
三、預(yù)處理指令：
預(yù)處理指令的格式如下：
# directive tokens
#符號應(yīng)該是這一行的第一個非空字符，一般我們把它放在起始位置。如果指令一行放不下，可以通過\進(jìn)行控制，例如：
#define Error if(error) exit(1) 等價于
#define Error \
if(error) exit(1)
不過我們?yōu)榱嗣阑鹨?，一般都不怎么這么用，更常見的方式如下：
# 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
下面我們看一下常見的預(yù)處理指令：
#define 宏定義
#undef 未定義宏
#include 文本包含
#ifdef 如果宏被定義就進(jìn)行編譯
#ifndef 如果宏未被定義就進(jìn)行編譯
#endif 結(jié)束編譯塊的控制
#if 表達(dá)式非零就對代碼進(jìn)行編譯
#else 作為其他預(yù)處理的剩余選項進(jìn)行編譯
#elif 這是一種#else和#if的組合選項
#line 改變當(dāng)前的行數(shù)和文件名稱
#error 輸出一個錯誤信息
#pragma 為編譯程序提供非常規(guī)的控制流信息
下面我們對這些預(yù)處理進(jìn)行一一的說明，考慮到宏的重要性和繁瑣性，我們把它放到最后講。
四、文件包含指令：
這種預(yù)處理使用方式是最為常見的，平時我們編寫程序都會用到，最常見的用法是：
#include <iostream> file://標(biāo)準(zhǔn)庫頭文件
#include <iostream.h> file://舊式的標(biāo)準(zhǔn)庫頭文件
#include "IO.h" file://用戶自定義的頭文件
#include "../file.h" file://UNIX下的父目錄下的頭文件
#include "/usr/local/file.h" file://UNIX下的完整路徑
#include "..\file.h" file://Dos下的父目錄下的頭文件
#include "\usr\local\file.h" file://Dos下的完整路徑
這里面有2個地方要注意：
1、我們用<iostream>還是<iostream.h>?
我們主張使用<iostream>，而不是<iostream.h>,為什么呢？我想你可能還記得我曾經(jīng)給出過幾點(diǎn)理由，這里我大致的說一下：
首先，.h格式的頭文件早在98年9月份就被標(biāo)準(zhǔn)委員會拋棄了，我們應(yīng)該緊跟標(biāo)準(zhǔn)，以適合時代的發(fā)展。
其次，iostream.h只支持窄字符集，iostream則支持窄/寬字符集。
還有，標(biāo)準(zhǔn)對iostream作了很多的改動，接口和實(shí)現(xiàn)都有了變化。
最后，iostream組件全部放入namespace std中，防止了名字污染。
2、<io.h>和"io.h"的區(qū)別？
其實(shí)他們唯一的區(qū)別就是搜索路徑不同：
對于#include <io.h> ，編譯器從標(biāo)準(zhǔn)庫路徑開始搜索
對于#include "io.h" ，編譯器從用戶的工作路徑開始搜索
五、編譯控制指令：
這些指令的主要目的是進(jìn)行編譯時進(jìn)行有選擇的挑選，注釋掉一些指定的代碼，以達(dá)到版本控制、防止對文件重復(fù)包含的功能。
使用格式，如下：
1、
#ifdef identifier
your code
#endif
如果identifier為一個定義了的符號，your code就會被編譯，否則剔除
2、
#ifndef identifier
your code
#endif
如果identifier為一個未定義的符號，your code就會被編譯，否則剔除
3、
#if expression
your code
#endif
如果expression非零，your code就會被編譯，否則剔除
4、
#ifdef identifier
your code1
#else
your code2
#endif
如果identifier為一個定義了的符號，your code1就會被編譯，否則your code2就會被編譯
5、
#if expressin1
your code1
#elif expression2
your code2
#else
your code3
#enif
如果epression1非零，就編譯your code1，否則，如果expression2非零，就編譯your code2，否則，就編譯your code3
六、其他預(yù)編譯指令
除了上面我們說的集中常用的編譯指令，還有3種不太常見的編譯指令：#line、#error、#pragma，我們接下來就簡單的談一下。
#line的語法如下：
#line number filename
例如：#line 30 a.h 其中，文件名a.h可以省略不寫。
這條指令可以改變當(dāng)前的行號和文件名，例如上面的這條預(yù)處理指令就可以改變當(dāng)前的行號為30，文件名是a.h。初看起來似乎沒有什么用，不過，他還是有點(diǎn)用的，那就
是用在編譯器的編寫中，我們知道編譯器對c++源碼編譯過程中會產(chǎn)生一些中間文件，通過這條指令，可以保證文件名是固定的，不會被這些中間文件代替，有利于進(jìn)行分析。
#error語法如下：
#error info
例如：#ifndef unix
#error this software requires the unix os.
#endif
這條指令主要是給出錯誤信息，上面的這個例子就是，如果沒有在unix環(huán)境下，就會輸出this software requires the unix os.然后誘發(fā)編譯器終止。所以總的來說，這
條指令的目的就是在程序崩潰之前能夠給出一定的信息。
至于#pragma,我們在《解析#pragma指令 》一文中有過介紹，我們在這里再補(bǔ)充幾句，#pragma是非統(tǒng)一的，他要依靠各個編譯器生產(chǎn)者，例如，在sun c++編譯器中：
// 把name和val的起始地址調(diào)整為8個字節(jié)的倍數(shù)
#progma align 8 (name, val)
char name[9];
double val;
file://在程序執(zhí)行開始，調(diào)用函數(shù)myfunction
#progma init (myfunction)
預(yù)定義標(biāo)識符
為了處理一些有用的信息，預(yù)處理定義了一些預(yù)處理標(biāo)識符，雖然各種編譯器的預(yù)處理標(biāo)識符不盡相同，但是他們都會處理下面的4種：
__file__ 正在編譯的文件的名字
__line__ 正在編譯的文件的行號
__date__ 編譯時刻的日期字符串，例如： "25 dec 2000"
__time__ 編譯時刻的時間字符串，例如： "12:30:55"
例如：cout<<"the file is :"<<__file__"<<"! the lines is:"<<__line__<<endl;
預(yù)處理何去何從
在《淺析c++里面的宏》一文中，我們提到了如何取代#include預(yù)處理指令，我們在這里就不再一一討論了。
c++并沒有為#include提供替代形式，但是namespace提供了一種作用域機(jī)制，它能以某種方式支持組合，利用它可以改善#include的行為方式，但是我們還是無法取代
#include。
#progma應(yīng)該算是一個可有可無的預(yù)處理指令，按照c++之父bjarne的話說，就是：“#progma被過分的經(jīng)常的用于將語言語義的變形隱藏到編譯系統(tǒng)里，或者被用于提供帶
有特殊語義和笨拙語法的語言擴(kuò)充。”
對于#ifdef，我們?nèi)匀皇譄o策，就算是我們利用if語句和常量表達(dá)式，仍然不足以替代她，因為一個if語句的正文必須在語法上正確，滿足類檢查，即使他處在一個絕不
會被執(zhí)行的分支里面。
最后，我們以bjarne博士的話作為結(jié)尾：“最后---在許多年之后---將cpp放逐刀程序開發(fā)環(huán)境里，與其它附加性語言工具放到一起，那里才是她應(yīng)該呆的地方。”
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