【编程语言】C/C++预处理指令

由ANSI的标准规定, 预处理指令主要包括: 
     #define 
     #error 
     #if 
     #else 
     #elif 
     #endif 
     #ifdef 
     #ifndef 
     #undef 
     #line 
     #pragma 
    由上述指令可以看出, 每个预处理指令均带有符号"#"。下面只介绍一些常用指令。

   1. #define 指令 
    #define指令是一个宏定义指令, 定义的一般形式是: 
     #define 宏替换名字符串(或数值) 
    由#define指令定义后, 在程序中每次遇到该宏替换名时就用所定义的字符串(或数值)代替它。 
    例如: 可用下面语句定义TRUE表示数值1, FALSE表示0。 
     #define TRUE 1 
     #define FALSE 0 
    一旦在源程序中使用了TRUE和FALSE, 编译时会自动的用1和0代替。 
    注意: 
    1. 在宏定义语名后没有";" 
    2. 在Turbo C程序中习惯上用大写字符作为宏替换名, 而且常放在程序开头。 
    3. 宏定义还有一个特点, 就是宏替换名可以带有形式参数, 在程序中用到时, 实际参数会代替这些形式参数。 
    例如: 
     #define MAX(x, y) (x>y)?x:y 
     main() 
     { 
          int i=10, j=15; 
          printf("The Maxmum is %d", MAX(i, j)); 
     } 
    上例宏定义语句的含义是用宏替换名MAX(x, y)代替x, y中较大者, 同样也可定义: 
     #define MIN(x, y) (x<y)?x:y 
    表示用宏替换名MIN(x, y)代替x, y中较小者。

   2. #error指令 
    该指令用于程序的调试, 当编译中遇到#error指令就停止编译。其一般形式为: 
     #error 出错信息 
    出错信息不加引号, 当编译器遇到这个指令时, 显示下列信息并停止编译。 
      Fatal: filename linename error directive

    3. #include 指令 
       #include 指令的作用是指示编译器将该指令所指出的另一个源文件嵌入#include指令所在的程序中, 文件应使用双引号或尖括号括来。Turbo C 库函数的头文件一般用#include指令在程序开关说明。 
    例如: 
     #include <stdio.h> 
    程序也允许嵌入其它文件, 例如: 
     main() 
     { 
          #include <help.c> 
     } 
    其中help.c为另一个文件, 内容可为 
       printf("Glad to meet you here!"); 
    上例编译时将按集成开发环境的Options/Directories/Include directories中指定的包含文件路径查找被嵌入文件。

    4. #if、#else、#endif指令 
    #if、#els和#endif指令为条件编择指令, 它的一般形式为: 
     #if 常数表达式 
          语句段; 
     #else 
          语句段; 
     #endif 
    上述结构的含义是: 若#if指令后的常数表达式为真, 则编译#if到#else之间的程序段; 否则编译#else到#endif之间的程序段。 
    例如: 
     #define MAX 200 
     main() 
     { 
          #if MAX>999 
               printf("compiled for bigger\n"); 
          #else 
               printf("compiled for small\n"); 
          #endif 
     }

    5. #undef指令 
    #undef指令用来删除事先定义的宏定义, 其一般形式为: 
     #undef 宏替换名 
    例如: 
      #define TRUE 1 
       ... 
      #undef TURE 
    #undef主要用来使宏替换名只限定在需要使用它们的程序段中

    6.#pragma 
    其格式一般为: #Pragma Para 
其中Para 为参数，下面来看一些常用的参数。 
(1)message 参数。 Message 参数是我最喜欢的一个参数，它能够在编译信息输出窗口中输出相应的信息，这对于源代码信息的控制是非常重要的。其使用方法为： 
#Pragma message(“消息文本”) 
当编译器遇到这条指令时就在编译输出窗口中将消息文本打印出来。 
当我们在程序中定义了许多宏来控制源代码版本的时候，我们自己有可能都会忘记有没有正确的设置这些宏，此时我们可以用这条指令在编译的时候就进行检查。假设我们希望判断自己有没有在源代码的什么地方定义了_X86这个宏可以用下面的方法 
#ifdef _X86 
#Pragma message(“_X86 macro activated!”) 
#endif 
当我们定义了_X86这个宏以后，应用程序在编译时就会在编译输出窗口里显示“_X86 macro activated!”。我们就不会因为不记得自己定义的一些特定的宏而抓耳挠腮了。 
(2)另一个使用得比较多的pragma参数是code_seg。格式如： 
#pragma code_seg( [\section-name\[,\section-class\] ] ) 
它能够设置程序中函数代码存放的代码段，当我们开发驱动程序的时候就会使用到它。 
(3)#pragma once (比较常用） 
只要在头文件的最开始加入这条指令就能够保证头文件被编译一次，这条指令实际上在VC6中就已经有了，但是考虑到兼容性并没有太多的使用它。 
(4)#pragma hdrstop表示预编译头文件到此为止，后面的头文件不进行预编译。BCB可以预编译头文件以加快链接的速度，但如果所有头文件都进行预编译又可能占太多磁盘空间，所 
以使用这个选项排除一些头文件。 
有时单元之间有依赖关系，比如单元A依赖单元B，所以单元B要先于单元A编译。你可以用#pragma startup指定编译优先级，如果使用了#pragma package(smart_init) ，BCB就会根据优先级的大小先后编译。 
(5)#pragma resource \*.dfm\表示把*.dfm文件中的资源加入工程。*.dfm中包括窗体外观的定义。 
(6)#pragma warning( disable : 4507 34; once : 4385; error : 164 )等价于： 
#pragma warning(disable:4507 34) // 不显示4507和34号警告信息 
#pragma warning(once:4385) // 4385号警告信息仅报告一次 
#pragma warning(error:164) // 把164号警告信息作为一个错误。 
同时这个pragma warning 也支持如下格式： 
#pragma warning( push [ ,n ] ) 
#pragma warning( pop ) 
这里n代表一个警告等级(1---4)。 
#pragma warning( push )保存所有警告信息的现有的警告状态。 
#pragma warning( push, n)保存所有警告信息的现有的警告状态，并且把全局警告等级设定为n。 
#pragma warning( pop )向栈中弹出最后一个警告信息，在入栈和出栈之间所作的一切改动取消。例如： 
#pragma warning( push ) 
#pragma warning( disable : 4705 ) 
#pragma warning( disable : 4706 ) 
#pragma warning( disable : 4707 ) 
//....... 
#pragma warning( pop ) 
在这段代码的最后，重新保存所有的警告信息(包括4705，4706和4707)。 
（7）pragma comment(...) 
该指令将一个注释记录放入一个对象文件或可执行文件中。 
常用的lib关键字，可以帮我们连入一个库文件。 
（8）·通过#pragma pack(n)改变C编译器的字节对齐方式 
在C语言中，结构是一种复合数据类型，其构成元素既可以是基本数据类型（如int、long、float等）的变量，也可以是一些复合数据类型（如数组、结构、联合等）的数据单元。在结构中，编译器为结构的每个成员按其自然对界（alignment）条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构的地址相同。 
例如，下面的结构各成员空间分配情况： 
struct test 
{ 
     char x1; 
     short x2; 
     float x3; 
     char x4; 
}; 
     结构的第一个成员x1，其偏移地址为0，占据了第1个字节。第二个成员x2为short类型，其起始地址必须2字节对界，因此，编译器在x2和x1之间填充了一个空字节。结构的第三个成员x3和第四个成员x4恰好落在其自然对界地址上，在它们前面不需要额外的填充字节。在test结构中，成员x3要求4字节对界，是该结构所有成员中要求的最大对界单元，因而test结构的自然对界条件为4字节，编译器在成员x4后面填充了3个空字节。整个结构所占据空间为12字节。更改C编译器的缺省字节对齐方式 
    在缺省情况下，C编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。一般地，可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件： 
· 使用伪指令#pragma pack (n)，C编译器将按照n个字节对齐。 
     · 使用伪指令#pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。另外，还有如下的一种方式： 
     · __attribute((aligned (n)))，让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。如果结构中有成员的长度大于n，则按照最大成员的长度来对齐。 
     · __attribute__ ((packed))，取消结构在编译过程中的优化对齐，按照实际占用字节数进行对齐。 
以上的n = 1, 2, 4, 8, 16... 第一种方式较为常见。 
应用实例 
在网络协议编程中，经常会处理不同协议的数据报文。一种方法是通过指针偏移的方法来得到各种信息，但这样做不仅编程复杂，而且一旦协议有变化，程序修改起来也比较麻烦。在了解了编译器对结构空间的分配原则之后，我们完全可以利用这一特性定义自己的协议结构，通过访问结构的成员来获取各种信息。这样做，不仅简化了编程，而且即使协议发生变化，我们也只需修改协议结构的定义即可，其它程序无需修改，省时省力。下面以TCP协议首部为例，说明如何定义协议结构。 
其协议结构定义如下： 
#pragma pack(1) // 按照1字节方式进行对齐 
struct TCPHEADER 
{ 
     short SrcPort; // 16位源端口号 
     short DstPort; // 16位目的端口号 
     int SerialNo; // 32位序列号 
     int AckNo; // 32位确认号 
     unsigned char HaderLen : 4; // 4位首部长度 
     unsigned char Reserved1 : 4; // 保留6位中的4位 
     unsigned char Reserved2 : 2; // 保留6位中的2位 
     unsigned char URG : 1; 
     unsigned char ACK : 1; 
     unsigned char PSH : 1; 
     unsigned char RST : 1; 
     unsigned char SYN : 1; 
     unsigned char FIN : 1; 
     short WindowSize; // 16位窗口大小 
     short TcpChkSum; // 16位TCP检验和 
     short UrgentPointer; // 16位紧急指针 
}; 
#pragma pack() // 取消1字节对齐方式