Препроцессор лучше всего рассматривать как отдельную программу, которая выполняется перед компиляцией. При запуске программы, препроцессор просматривает код сверху вниз, файл за файлом, в поиске директив. Директивы — это специальные команды, которые начинаются с символа # и НЕ заканчиваются точкой с запятой. Есть несколько типов директив, которые мы рассмотрим ниже.
Директива #include
Вы уже видели директиву include в действии. Когда вы подключаете файл с помощью директивы include, препроцессор копирует содержимое подключаемого файла в текущий файл сразу после строки с include. Это очень полезно при использовании определенных данных (например, предварительных объявлений функций) сразу в нескольких местах.
Директива include имеет две формы:
include <filename> , которая сообщает препроцессору искать файл в системных путях (в местах хранения системных библиотек языка С++). Чаще всего вы будете использовать эту форму при подключении заголовочных файлов из Стандартной библиотеки C++.
include "filename" , которая сообщает препроцессору искать файл в текущей директории проекта. Если его там не окажется, то препроцессор начнет проверять системные пути и любые другие, которые вы указали в настройках вашей IDE . Эта форма используется для подключения пользовательских заголовочных файлов.
Директива #define
Директиву define можно использовать для создания макросов. Макрос — это правило, которое определяет конвертацию идентификатора в указанные данные.
Есть два основных типа макросов: макросы-функции и макросы-объекты.
Макросы-функции ведут себя как функции и используются в тех же целях. Мы не будем сейчас их обсуждать, так как их использование, как правило, считается опасным, и почти всё, что они могут сделать, можно осуществить с помощью простой (линейной) функции.
Макросы-объекты можно определить одним из следующих двух способов:
define идентификатор
Или:
define идентификатор текст_замена
Верхнее определение не имеет никакого текст_замена , в то время как нижнее — имеет. Поскольку это директивы препроцессора (а не простые стейтменты ), то ни одна из форм не заканчивается точкой с запятой.
Макросы-объекты с текст_замена
Когда препроцессор встречает макросы-объекты с текст_замена , то любое дальнейшее появление идентификатор заменяется на текст_замена . идентификатор обычно пишется заглавными буквами с символами подчёркивания вместо пробелов.
Рассмотрим следующий фрагмент кода:
define MY_FAVORITE_NUMBER 9
std :: cout << "My favorite number is: " << MY_FAVORITE_NUMBER << std :: endl ;
Препроцессор преобразует вышеприведенный код в:
std :: cout << "My favorite number is: " << 9 << std :: endl ;
Результат выполнения:
My favorite number is: 9
Мы обсудим это детально, и почему так не стоит делать, на следующих уроках.
Макросы-объекты без текст_замена
Макросы-объекты также могут быть определены без текст_замена , например:
define USE_YEN
Любое дальнейшее появление идентификатора USE_YEN удаляется и заменяется «ничем» (пустым местом)!
Это может показаться довольно бесполезным, однако, это не основное предназначение подобных директив. В отличие от макросов-объектов с текст_замена , эта форма макросов считается приемлемой для использования.
Условная компиляция
Директивы препроцессора условной компиляции позволяют определить, при каких условиях код будет компилироваться, а при каких — нет. На этом уроке мы рассмотрим только три директивы условной компиляции :
- ifdef
- ifndef
- endif
Директива ifdef (сокр. от «if def ined» = «если определено» ) позволяет препроцессору проверить, было ли значение ранее определено с помощью директивы define. Если да, то код между ifdef и endif скомпилируется. Если нет, то код будет проигнорирован. Например:
define PRINT_JOE
ifdef PRINT_JOE
std :: cout << "Joe" << std :: endl ;
endif
ifdef PRINT_BOB
std :: cout << "Bob" << std :: endl ;
endif
Поскольку PRINT_JOE уже был определен, то строка std::cout << "Joe" << std::endl; скомпилируется и выполнится. А поскольку PRINT_BOB не был определен, то строка std::cout << "Bob" << std::endl; не скомпилируется и, следовательно, не выполнится.
Директива ifndef (сокр. от «if n ot def ined» = «если не определено» ) — это полная противоположность к ifdef, которая позволяет проверить, не было ли значение ранее определено. Например:
ifndef PRINT_BOB
std :: cout << "Bob" << std :: endl ;
endif
Результатом выполнения этого фрагмента кода будет Bob , так как PRINT_BOB ранее никогда не был определен. Условная компиляция очень часто используется в качестве header guards (о них мы поговорим на следующем уроке).
Область видимости директивы #define
Директивы выполняются перед компиляцией программы: сверху вниз, файл за файлом. Рассмотрим следующую программу:
#include <iostream>
void boo ( )
{
#define MY_NAME "Alex"
}
int main ( )
{
std :: cout << "My name is: " << MY_NAME ;
return 0 ;
}
Несмотря на то, что директива define MY_NAME "Alex" определена внутри функции boo(), препроцессор этого не заметит, так как он не понимает такие понятия языка C++, как функции. Следовательно, выполнение этой программы будет идентично той, в которой бы define MY_NAME "Alex" было определено ДО, либо сразу ПОСЛЕ функции boo(). Для лучше читабельности кода определяйте идентификаторы (с помощью define) вне функций.
После того, как препроцессор завершит свое выполнение, все идентификаторы (определенные с помощью define) из этого файла — отбрасываются. Это означает, что директивы действительны только с точки определения и до конца файла, в котором они определены. Директивы, определенные в одном файле кода, не влияют на директивы, определенные внутри других файлов этого же проекта.
Рассмотрим следующий пример:
function.cpp:
#include <iostream>
void doSomething ( )
{
#ifdef PRINT
std :: cout << "Printing!" ;
#endif
#ifndef PRINT
std :: cout << "Not printing!" ;
#endif
}
main.cpp:
void doSomething ( ) ; // предварительное объявление функции doSomething()
int main ( )
{
define PRINT
doSomething ( ) ;
return 0 ;
}
Результат выполнения программы:
Not printing!
Несмотря на то, что мы объявили PRINT в main.cpp (define PRINT ), это все равно не имеет никакого влияния на что-либо в function.cpp. Поэтому, при выполнении функции doSomething(), у нас выводится Not printing! , так как в файле function.cpp мы не объявляли идентификатор PRINT (с помощью директивы define). Это связано с header guards .