Preprocesor jazyka C
Kategorie: Nezařazeno (celkem: 23179 referátů a seminárek)
Informace o referátu:
- Přidal/a: anonymous
- Datum přidání: 17. srpna 2008
- Zobrazeno: 1200×
- Licence: GNU Free Documentation License
- Seznam autorů a změn
- Vyloučení odpovědnosti
Příbuzná témata
Preprocesor jazyka C
Preprocesor jazyka C (cpp) je preprocesor používaný zejména během překladu zdrojových kódů programů napsaných v programovacím jazyce C. V mnoha implementacích se jedná o samostatný program, spouštěný překladačem v rámci první fáze překladu. Preprocesor interpretuje direktivy pro vložení zdrojového kódu z jiného souboru (#include), definici maker (#define) a podmíněné vložení kódu (#if). Jazyk direktiv preprocesoru není úzce spojený se syntaxí jazyka C, takže preprocesor C lze využít i na zpracování jiných typů souborů.
Obsah |
Fáze překladu zdrojového kódu v C
- Nahrazení trigramů (v podstatě jde o escape sekvence, které umožňují zadávání potřebných 7-bit ASCII znaků i z jiných, většinou starších kódových tabulek).
- Spojení řádků – fyzické řádky zdrojového textu, které jsou zakončeny escape-sekvencí nového řádku (v podstatě jde o obrácené lomítko použité jako poslední znak na řádku), jsou spojeny do jediného logického řádku.
- Tokenizace – preprocesor zalomí výsledek do posloupnosti tzv. tokenů preprocesoru a bílých znaků (mezery, tabelátory a konce řádků). Komentáře jsou nahrazeny bílým znakem.
- Přepsání maker a provedení direktiv 0 v této fázi jsou expandována makra a provedeny direktivy, jako např. vložení zdrojového kódu z jiného souboru nebo vynechání části zdrojového kódu v případě podmíněného překladu.
Vkládání souborů
Nejčastěji využívanou direktivou preprocesoru je vložení jiného souboru:
#include <stdio.h> int main (void) { printf("Hello, world! "); return 0; }
V tomto případě direktiva #include vložila na začátek zdrojového souboru obsah souboru stdio.h, který musí být v systému uložen ve specifickém adresáři (v unixových systémech jde o adresář /usr/include).
Podmíněný překlad
Direktivy #if, #ifdef, #ifndef, #else, #elif a #endif umožňují podmíněný překlad vybraných částí zdrojového kódu.
#define __WINDOWS__ #ifdef __WINDOWS__ #include <windows.h> #else #include <unistd.h> #endif
Často se podmíněný překlad používá, aby zabránil vícenásobnému vložení téhož kódu. Následující příklad zajistí, že kód bude vložen pouze jednou, bez ohledu na to, kolikrát bude direktivou #include vložen soubor, který jej obsahuje. To je užitečné při tvorbě složitějších programů, složených z mnoha souborů.
#ifndef SOUBOR_A #define SOUBOR_A ... kód ... #endif
Definice a expanze maker
Používají se dva základní typy definice maker. Jednak lze definovat makra bez parametru, která expandují vždy do stejné sekvence znaků (resp. tokenů), jednak lze definovat makra s parametry, které se z praktického hlediska chovají podobně jako funkce. Obecná syntaxe direktivy #define je:
#define <identifikátor> <seznam nahrazujících tokenů> #define <identifikátor>(<seznam parametrů>) <seznam nahrazujících tokenů>
Speciálním případem je definice samotného identifikátoru, kterému není přiřazen žádný další seznam tokenů – příklad použití takovéto definice byl uveden v sekci 'Podmíněný překlad.
Příkladem makra, které nepřijímá žádné parametry, může být následující použití preprocesoru k definici číselné konstanty:
#define PI 3.14159
Příkladem makra, které přijímá parametr (argument):
#define RADTODEG(x) ((x) * 57.29578)
Při použití takto definovaného makra se nesmí mezi názvem makra a závorkou, ve které je uveden jeden nebo více parametrů (argumentů), vyskytovat žádné bílé znaky (tzn., např. tam nesmí být uvedena mezera).
Specifickým rysem maker C preprocesoru z hlediska programování v jazyce C je to, že jde pouze o zestručněný zápis zdrojového kódu (podobně jako v případě některých skriptovacích jazyků) – nikoliv o skutečnou definici funkce. Proto parametry maker např. nepodléhají typové kontrole jazyka C. Tento zápis se nechová jako funkce a někdy to může vést k obtížně odhalitelným chybám. Například makro
#define NASOBEK(a,b) a*b
použité ve výrazu
c=NASOBEK(2+2,5+5)
expanduje jako
c=2+2*5+5
Výsledek není tedy mylně očekávaných 40 ale 17. Takové chybě se dá v tomto konkrétním případě zabránit uzavřením matematického výrazu do závorek (podobně jako u ukázkového makra RADTODEG(x) v předchozím příkladu). Obecným řešením je nepoužívání nadměrně komplikovaných maker. V tomto konkrétním případě stačí dané makro přepsat jako
#define NASOBEK(a,b) ((a)*(b))
Obtížněji řešitelným problémem je tzv. vícenásobná evaluace (vyhodnocení) parametrů makra - pokud je parametrem makra např. volání funkce, tak na rozdíl od obyčejného volání funkce, kdy by byla funkce zavolána jen jednou a pak se pracovalo s její návratovou hodnotu, je v případě makra funkce zavolána pokaždé, když se definice makra odkazuje na daný parametr. Kromě volání funkcí je toto chování nepříjemné např. i při použití specifických C operátorů jako ++, --, apod.
Ustálené zvyklosti
Existuje nezávazná konvence využití dostupného prostoru jmen, podle které jsou v názvech maker preprocesoru jazyka C vždy používána pouze velká písmena A-Z (spolu s číslicemi a podtržítky), zatímco názvy funkcí a proměnných v C jsou obvykle tvořená pouze malými písmeny a-z (spolu s číslicemi a podtržítky, někdy je použita kombinace velkých a malých písmen). Nicméně jde pouze o konvenci usnadňující čtení zdrojového kódu: lze použít i názvy maker tvořené malými písmeny nebo kombinací velkých a malých písmen (stejně tak lze pojmenovat funkce a proměnné v C naopak velkými písmeny)