C++ 预处理器

C++ 的一个特殊方面是预处理器指令。它提供了其他高级语言无法提供的许多功能，程序员可以利用这些工具来构建高效、易读、易于编辑和可移植的 C++ 程序。

在 C++ 编译器编译 C++ 程序之前，编译器会先处理源代码。这种技术被称为预处理器，而操作被称为预处理。它是一种独立的程序部分，由 C++ 编译器在翻译的最初部分调用。此过程属于编译过程，但不是编译器的组成部分。它指示编译器在开始编译过程之前预处理数据。

通过 #define 指令创建一个符号常量，这些符号常量通常被称为宏。

其最一般的指令形式是

#define macro-name replacement-text
 

#include<iostream> 
#define val 100

using namespace std;

int main()
{
    cout << "Value will be :" << val << endl;
}

 

输出

Value will be :100

各种预处理器指令执行各种功能。这些预处理器指令分为以下几类

预处理器指令的四大主要类别是

• 宏
• 文件包含
• 条件编译
• 其他指令

1. 宏

   在程序中，宏是代码的命名部分。当编译器遇到这个术语时，它会将名称替换为实际的代码片段。使用“#define”指令定义宏。现在让我们用一个程序来理解宏的定义

   使用宏的程序

   
   #include <iostream>
   
   // macro definition
   #define LIMIT 6
   int main()
   {
    for (int i = 0; i < LIMIT; i++) {
     std::cout << i << "\n";
    }
   
    return 0;
   }
   
    
   

   输出

   
   0
   1
   2
   3
   4
   5
   

   当编译器运行前面的程序时，它会将单词 LIMIT 替换为数字 6。在宏定义中，单词“LIMIT”被称为宏模板，而数字“6”是宏展开。

   宏定义不带分号 (;) 结束。宏定义不需要以分号结束。

   带参数的宏： 宏也接受参数。带参数定义的宏与函数共享类似的行为。让我们通过一个程序来检查这一点

   带参数宏的程序

   
   #include <iostream>
   
   // macro with parameter
   #define AREA(l, b) (l * b)
   int main()
   {
    int l1 = 20, l2 = 10, area;
   
    area = AREA(l1, l2);
   
    std::cout << "The area of rectangle is: " << area;
   
    return 0;
   }
   
    
   

   输出

   
   The  area of rectangle is: 200
   

   上面的程序演示了当编译器在程序中遇到表达式 AREA(l, b) 时，它会用语句 (l*b) 替换它。此外，提供给宏模板 AREA(l, b) 的值将在语句 (l*b) 中被替换。因此，AREA(20, 10) 将等于 20*10。

2. 文件包含

   这种预处理器指令指示编译器将文件添加到程序的源代码中。用户可以向程序添加两种不同类型的文件

   标准文件与头文件： printf()、scanf() 等预定义函数都在这些文件中定义。为了使这些函数工作，这些文件必须存在。各种函数在不同的头文件中声明。'iostream' 文件包含执行基本 I/O 的函数，而 'string' 文件包含处理字符串操作的函数。

   语法

   
   #include< file_name >
    
   

   其中文件名表示应包含的文件的名称。'<' 和 '>' 括号将告诉编译器在标准目录中查找文件。

   用户定义文件： 当程序变得太大而难以一次性使用时，将其分解为较小的文件是一个好主意。用户定义文件就是这类文件。您可以包含这些文件

   
   #include"filename"
    
   

3. 条件编译

   条件编译指令是一种指令，可以根据某些标准编译或省略编译程序的指定部分。“ifdef”和“endif”是可用于执行此操作的两个预处理指令。

   语法

   
   #ifdef macro_name
       statement1;
       statement2;
       statement3;
       .
       .
       .
       statementN;
   #endif
    
   

   如果定义了名为“宏名称”的宏，则语句块将正常执行；但是，如果未声明，编译器将跳过此语句块。

4. 其他指令

   除了上述两个指令之外，还有两个很少使用的指令。它们是

   #undef 指令： 可以使用 #undef 指令取消宏的定义。此命令的作用是

   
   #undef LIMIT
    
   

   如果使用此语句，现有宏 LIMIT 将未定义。在此之后，所有“#ifdef LIMIT”语句都将评估为 false。

   #pragma 指令： 此特殊用途指令旨在启用或禁用某些功能。这些指令是编译器特定的，这意味着它们在不同编译器之间有所不同。以下是一些 #pragma 指令

   • #pragma startup 和 #pragma exit： 使用指令 #pragma startup 和 #pragma exit，我们可以指示在程序启动之前（在控制权传递给 main() 之前）和程序退出之前（在控制权从 main() 返回之前）必须执行哪些函数。

     GCC 编译器与以下程序不兼容。

     
     #include <bits/stdc++.h>
     using namespace std;
      
     void func1();
     void func2();
     
     #pragma startup func1
     #pragma exit func2
     
     void func1()
     {
      cout << "Inside the func1()\n";
     }
     
     void func2()
     {
      cout << "Inside the func2()\n";
     }
     
     int main()
     {
      void func1();
      void func2();
      cout << "Inside the main()\n";
     
      return 0;
     }
     
      
     

     输出

     
     Inside the func1()
     Inside the main()
     Inside the func2()
     

     当由 GCC 编译器运行时，上述代码将导致以下输出

     在 main() 内部

     发生这种情况是因为 GCC 不支持 #pragma startup 或 exit。

   • #pragma warns 指令：此指令可用于隐藏编译期间显示的警告消息。