Директивы препроцессора в программировании языков С/С++

Заголовочные файлы включаются в текст программы с помощью директивы препроцессора #include. Директивы препроцессора начинаются со знака “диез” (#), который должен быть самым первым символом строки. Программа, которая обрабатывает эти директивы, называется препроцессором (в современных компиляторах препроцессор обычно является частью самого компилятора).

Директива #include включает в программу содержимое указанного файла. Имя файла может быть указано двумя способами:

#include <some_file .h>
#include "my_file.h"</some_file>

1 2	#include <some_file .h> #include "my_file.h"</some_file>

Если имя файла заключено в угловые скобки (<>), считается, что нам нужен некий стандартный заголовочный файл, и компилятор ищет этот файл в предопределенных местах. (Способ определения этих мест сильно различается для разных платформ и реализаций.) Двойные кавычки означают, что заголовочный файл - пользовательский, и его поиск начинается с того каталога, где находится исходный текст программы.

Заголовочный файл также может содержать директивы #include. Поэтому иногда трудно понять, какие же конкретно заголовочные файлы включены в данный исходный текст, и некоторые заголовочные файлы могут оказаться включенными несколько раз. Избежать этого позволяют условные директивы препроцессора. Рассмотрим пример:

#ifndef BOOKSTORE_H
#define BOOKSTORE_H
/* содержимое файла bookstore.h */
#endif

#ifndef BOOKSTORE_H

#define BOOKSTORE_H

/* содержимое файла bookstore.h */

#endif

Условная директива #ifndef проверяет, не было ли значение BOOKSTORE_H определено ранее. (BOOKSTORE_H - это константа препроцессора; такие константы принято писать заглавными буквами.) Препроцессор обрабатывает следующие строки вплоть до директивы #endif. В противном случае он пропускает строки от #ifndef до # endif.

Директива:

#define BOOKSTORE_H

1	#define BOOKSTORE_H

определяет константу препроцессора BOOKSTORE_H. Поместив эту директиву непосредственно после директивы #ifndef, мы можем гарантировать, что содержательная часть заголовочного файла bookstore.h будет включена в исходный текст только один раз, сколько бы раз ни включался в текст сам этот файл.

Другим распространенным примером применения условных директив препроцессора является включение в текст программы отладочной информации. Например:

int main()
{
#ifdef DEBUG
   cout « "Начало выполнения main()\n";
#endif
   string word;
   vector<string> text;
   while ( cin  » word )
   {
#ifdef DEBUG
   cout « "Прочитано слово: " « word « "\n";
#endif
   text.push_back(word);
   }
   // ...
}</string>

int main()

{

#ifdef DEBUG

cout « "Начало выполнения main()\n";

#endif

string word;

vector<string> text;

while ( cin » word )

{

#ifdef DEBUG

cout « "Прочитано слово: " « word « "\n";

#endif

text.push_back(word);

}

// ...

}</string>

Если константа DEBUG не определена, результирующий текст программы будет выглядеть так:

int main()
{
   string word;
   vector<string> text;
   while ( cin  » word )
   {
     text.push_back(word);
   }
   // ...
}</string>

int main()

{

string word;

vector<string> text;

while ( cin » word )

{

text.push_back(word);

}

// ...

}</string>

В противном случае мы получим:

int main()
{
   cout « "Начало выполнения main()\n";
   string word;
   vector<string> text;
   while ( cin  » word )
   {
      cout « "Прочитано слово: " « word « "\n";
      text.push_back(word);
   }
   // ...
}</string>

int main()

{

cout « "Начало выполнения main()\n";

string word;

vector<string> text;

while ( cin » word )

{

cout « "Прочитано слово: " « word « "\n";

text.push_back(word);

}

// ...

}</string>

Константа препроцессора может быть определена в командной строке при вызове компилятора с помощью опции -D (в различных реализациях эта опция может называться по-разному). Для UNIX-систем вызов компилятора с определением препроцессорной константы DEBUG выглядит следующим образом:

$ CC -DDEBUG main.C

1	$ CC -DDEBUG main.C

Есть константы, которые автоматически определяются компилятором. Например, мы можем узнать, компилируем ли мы С++ или С программу. Для С++ программы автоматически определяется константа __cplusplus (два подчеркивания). Для стандартного С определяется __STDC__. Естественно, обе константы не могут быть определены одновременно. Пример:

#idfef __cplusplus
   // компиляция С++ программы
   extern "C";
   // extern "C" объясняется в главе 7
#endif
int main(int,int);

#idfef __cplusplus

// компиляция С++ программы

extern "C";

// extern "C" объясняется в главе 7

#endif

int main(int,int);

Другими полезными предопределенными константами (в данном случае лучше сказать переменными) препроцессора являются __LINE__ и __FILE__. Переменная __LINE__ содержит номер текущей компилируемой строки, а __FILE__ - имя компилируемого файла. Вот пример их использования:

if ( element_count == 0 )
   cerr « "Ошибка. Файл: " « __FILE__
        « " Строка: " « __LINE__
        « "element_count не может быть 0";

if ( element_count == 0 )

cerr « "Ошибка. Файл: " « __FILE__

« " Строка: " « __LINE__

« "element_count не может быть 0";

Две константы __DATE__ и __TIME__ содержат дату и время компиляции.

Стандартная библиотека С предоставляет полезный макрос assert, который проверяет некоторое условие и в случае, если оно не выполняется, выдает диагностическое сообщение и аварийно завершает программу. Мы будем часто пользоваться этим полезным макросом в последующих примерах программ. Для его применения следует включить в программу директиву

#include <assert .h></assert>

1	#include <assert .h></assert>

assert.h - это заголовочный файл стандартной библиотеки С. Программа на C++ может ссылаться на заголовочный файл как по его имени, принятому в C, так и по имени, принятому в C++. В стандартной библиотеке С++ этот файл носит имя cassert.

Имя заголовочного файла в библиотеке С++ отличается от имени соответствующего файла для С отсутствием расширения .h и подставленной спереди буквой c (выше уже упоминалось, что в заголовочных файлах для C++ расширения не употребляются, поскольку они могут зависеть от реализации).

Эффект от использования директивы препроцессора #include зависит от типа заголовочного файла. Инструкция:

#include <cassert></cassert>

1	#include <cassert></cassert>

включает в текст программы содержимое файла cassert. Но поскольку все имена, используемые в стандартной библиотеке С++, определены в пространстве std, имя assert будет невидимо до тех пор, пока мы явно не сделаем его видимым с помощью следующей using-директивы:

using namespace std;

1	using namespace std;

Если же мы включаем в программу заголовочный файл для библиотеки С

#include <assert .h></assert>

1	#include <assert .h></assert>

то надобность в using-директиве отпадает: имя assert будет видно и так . (Пространства имен используются разработчиками библиотек для предотвращения засорения глобального пространства имен.

Похожие записи: