這篇文章主要介紹了C/C++預(yù)處理器的一些工作,有助于理解編譯器底層的工作流程,需要的朋友可以參考下

多么令人愉快的一個(gè)問題啊

就在被帶到編譯器那里之前，預(yù)處理器都會(huì)對(duì)你的源代碼瞧上一瞧, 做一些格式化的工作，并執(zhí)行任何你在源代碼里面留給它來執(zhí)行的指令.

像什么?

好吧，預(yù)處理器的指令就被叫做預(yù)處理器指令，而他們都以一個(gè)#開頭.

像 #include 這樣?

正確.

每一個(gè)被預(yù)處理器遇到的 # 命令都會(huì)導(dǎo)致在某種方式上對(duì)源代碼的修改. 讓我們來簡單的研究研究它們，然后我們就會(huì)之后這背后都是怎么運(yùn)轉(zhuǎn)的了.

#include

包含其他庫、類、接口等的頭文件。預(yù)處理器實(shí)際上就只是把整個(gè)頭文件復(fù)制到你的源代碼里面 (是的，這就是包含防御之所以是件好事的原因了).

#define

誰會(huì)不喜歡宏呢! 預(yù)處理器會(huì)把所有定義的實(shí)體替換成被定義的代碼. 定義會(huì)一直持續(xù)直到發(fā)現(xiàn)這個(gè)定義的 #undef 指令.

#ifdef

條件行為告訴預(yù)處理器包含在遇到聲明的條件成立的條件塊中的代碼. 你可以就像if-else語句一樣使用它們，從這里面選擇: #ifdef, #ifndef, #if, #else, 以及 #elif, 而你總是要使用一個(gè) #endif 作為結(jié)束。

#error #warning

用來向用戶發(fā)送消息。預(yù)處理器會(huì)在 #error 處, 而不會(huì)在 #warning 處停下來. 兩種情況下他都會(huì)發(fā)送他在指令背后(的括號(hào)里面)發(fā)現(xiàn)的字符串, 發(fā)送到屏幕作為輸出，因此它是一種確保針對(duì)你的平臺(tái)一切OK的手動(dòng)方式.

#line

用來在你遇到編譯錯(cuò)誤時(shí)修改顯示的錯(cuò)誤行號(hào)和文件名. 例如，加入你需要查看一個(gè)來自編譯的中間文件的源文件(可能是自動(dòng)生成的).

#pragma

其它由編譯器解釋的特殊指令。你的編譯器文檔會(huì)告訴你指令是怎么用的，而你不要假定他們?cè)谌澜缍纪ㄓ门?

#assert #unassert

這些在老程序里面總是特別受歡迎的 (好吧，只要我也曾經(jīng)為這樣一個(gè)程序工作過), 但是它們?cè)诂F(xiàn)在已經(jīng)過時(shí)了。強(qiáng)烈建議不使用它們，這意味著不要把他們放到新的代碼里面

預(yù)定義宏

有許多可以利用的預(yù)定義宏:

__FILE__ 給出一個(gè)字符串的文件名

__LINE__ 給出當(dāng)前的行號(hào)(整型)

__DATE__ 當(dāng)前編譯日期的字符串

__TIME__ 當(dāng)前編譯時(shí)間的字符串

__STDC__ 同編譯器相關(guān)的，但常常被定義成1，以聲明同ISO C標(biāo)準(zhǔn)兼容.

__cplusplus 在編譯一個(gè)C++程序是總是會(huì)被定義

特別是開頭兩個(gè)在調(diào)試時(shí)真的非常有用。只要拿出它們倆，不用你自己編寫文件和行處理類，就能神奇的讓你獲得豐富的信息輸出.

你的編譯器可能還支持其它的宏，例如，你這從 這里 獲得(面向GCC)的整個(gè)宏清單.

那么當(dāng)你運(yùn)行預(yù)處理器時(shí)實(shí)際會(huì)發(fā)生什么呢?

1. 替換所有的三字母組合，我會(huì)在將來的一篇文章中談?wù)摰剿?，因?yàn)楸M管他只是一個(gè)歷史上的特性(而且你也要在GCC中對(duì)它進(jìn)行切換)，它仍讓是很有趣的.

2. 將并列的源代碼分成多行.

3. 移除所有的注釋并用一個(gè)空格替換.

4. 處理(我們上面講到的)的預(yù)處理器指令。對(duì)于 #include, 他會(huì)在新文件上遞歸執(zhí)行1 - 3步 :-)

5. 處理轉(zhuǎn)義序列.

6. 把文件發(fā)送給編譯器

如果你想看看預(yù)處理之后你的文件會(huì)是什么樣子 (誰不想呢?)，你可以向 gcc 傳入 -E 選項(xiàng). 這將會(huì)想stdout標(biāo)準(zhǔn)輸出發(fā)送預(yù)處理過的源代碼，并且沒有編譯和連接就直接終止gcc命令的執(zhí)行。

例如

1. g++ -E myfile.cpp 

你也可以使用這個(gè)參數(shù):

1. -save-temps 

編譯的后會(huì)有一份臨時(shí)文件。

拿下面這個(gè)簡單的程序說吧:

1. #include <stdio.h> 
2.  
3. #define ONE 1 
4. #define TWO 2 
5.  
6. int main() 
7. { 
8. printf("%d, %d/n", ONE, TWO); 
9. return 0; 
10. } 

用下面這行命令編譯

1. g++ hello.cpp -save-temps 

編譯完后, 會(huì)在文件夾中生成兩個(gè)文件: hello.s 和 hello.ii

hello.s 里面是匯編代碼, 而 hello.ii 則是預(yù)處理過后的源代碼。

用文本編輯器打開 hello.ii , 你會(huì)發(fā)現(xiàn)多出許多代碼. 那是因?yàn)?#include 指令把 stdio 頭文件的代碼加進(jìn)去了。

如果你把滾動(dòng)條拉到最底下, 就會(huì)發(fā)現(xiàn), printf 那一行的宏定義 ONE 和 TWO 已經(jīng)被預(yù)處理器替換成 1 和 2 了 .

神奇吧!

其實(shí)它只是在編譯的時(shí)候, 把你的源代碼文件復(fù)制一份, 當(dāng)作臨時(shí)文件, 然后把里面的預(yù)處理指令替換掉. 用完后就把這個(gè)臨時(shí)文件刪了. 所以一般情況下我們不知道這個(gè)文件的存在.