Sysop: 1 revizi

2013-09-20T07:41:55Z

1 revizi

← Starší verze

Verze z 20. 9. 2013, 07:41

Sysop: 1 revizi

2010-10-21T17:20:28Z

1 revizi

Nová stránka

'''Preprocesor jazyka C''' (anglicky: ''The C preprocessor'', zkratka ''cpp'') je v [[Informatika (počítačová věda)|informatice]] [[preprocesor]] používaný zejména při překladu zdrojových kódů programů napsaných v [[C (programovací jazyk)|jazyce C]]. V mnoha implementacích se jedná o samostatný program spouštěný [[překladač]]em v rámci první fáze překladu. Preprocesor interpretuje jednoduché [[direktiva|direktivy]] pro vložení zdrojového kódu z jiného souboru (<code>#include</code>), definice [[makro (software)|maker]] (<code>#define</code>) a podmíněné vložení kódu (<code>#if</code>). Jazyk direktiv preprocesoru není vázán na syntaxi jazyka C, takže preprocesor C lze využít i na zpracování jiných typů souborů.

== 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 - 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.

== Direktivy preprocesoru ==
=== Vkládání souborů ===
Nejčastěji využívanou direktivou preprocesoru je vložení jiného souboru:

<source lang="c">
#include <stdio.h>

int main (void)
{
printf("Hello, world!\n");
return 0;
}
</source>

V tomto případě direktiva <code>#include</code> vložila na začátek zdrojového souboru obsah souboru <code>stdio.h</code>, který musí být v systému uložen ve specifickém adresáři (v [[UN*X|unixových systémech]] v adresáři <code>/usr/include</code>).

=== Podmíněný překlad ===
Direktivy <code>#if</code>, <code>#ifdef</code>, <code>#ifndef</code>, <code>#else</code>, <code>#elif</code> a <code>#endif</code> umožňují podmíněný překlad vybraných částí zdrojového kódu.

<source lang="c">
#define __WINDOWS__

#ifdef __WINDOWS__
#include <windows.h>
#else
#include <unistd.h>
#endif
</source>

Symbol není nutné definovat ve zdrojovém kódu, jako je tomu v předcházejícím příkladě s <code>#define __WINDOWS__</code>, ale lze jej definovat až při překladu jako jeden z atributů preprocesoru, popřípadě kompilátoru. Viz následující příklad:

<source lang="c">
#include <stdio.h>

int main(void){
#ifdef CZ
printf("Ahoj\n");
#else
printf("Hello\n");
#endif

return 0;
}
</source>

Při překladu pak použijeme:

<source lang="bash">
$gcc -Wall ahoj.c -o ahoj
$./ahoj
Hello

$gcc -Wall ahoj.c -DCZ -o ahoj
$./ahoj
Ahoj
</source>

Poprvé je soubor s kompilován bez definovaného symbolu <code>CZ</code> a v kódu bude tedy použit řádek <code>printf("Hello\n");</code>. V druhém případě je jedním z parametrů při volání kompilátoru <code>-DCZ</code>, takže symbol <code>CZ</code> bude nadefinován ještě před spuštěním preprocesoru a v kódu se proto použije řádek <code>printf("Ahoj\n");</code>. Následující příkaz <code>./ahoj</code> spouští překompilovaný soubor.

Podmíněný překlad se často používá k tomu, aby zabránil vícenásobnému vložení téhož kódu. Následující příklad zajistí, že kód bude vložen pouze jednou, bez ohledu na to, kolikrát bude direktivou <code>#include</code> vložen soubor, který jej obsahuje. Konstrukce je užitečná při tvorbě složitějších programů, složených z mnoha souborů:

<source lang="c">
#ifndef SOUBOR_A
#define SOUBOR_A
...
kód
...
#endif
</source>

=== 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 (programování)|funkce]]. Obecná syntaxe direktivy <code>#define</code> je:

<source lang="c">
#define <identifikátor> <seznam nahrazujících tokenů>
#define <identifikátor>(<seznam parametrů>) <seznam nahrazujících tokenů>
</source>

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:

<source lang="c">
#define PI 3.14159
</source>

Příkladem makra, které přijímá parametr (argument):

<source lang="c">
#define RADTODEG(x) ((x) * 57.29578)
</source>

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 (tj. nesmí tam 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 nepodléhají [[Typová kontrola|typové kontrole]] jazyka C. Tento zápis se nechová jako funkce a někdy to může vést k obtížně odhalitelným chybám. Například v tomto případě, kde je makro <code>NASOBEK</code> definováno takto:

<source lang="c">
#define NASOBEK(a,b) a*b
</source>

a je použité ve výrazu:

<source lang="c">
c=NASOBEK(2+2,5+5)
</source>

bude expandováno jako:

<source lang="c">
c=2+2*5+5
</source>

Výsledek není mylně očekávaných 40 ale 17. Takové chybě se dá v tomto konkrétním případě zabránit uzavřením matematického výrazu do závorek (podobně jako u ukázkového makra <code>RADTODEG(x)</code> v předchozím příkladu). Obecným řešením je nepoužívání nadměrně komplikovaných maker. V tomto konkrétním případě stačí dané makro přepsat jako:

<source lang="c">
#define NASOBEK(a,b) ((a)*(b))
</source>

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 <code>++</code>, <code>−−</code> apod.

Pokud je to potřeba, lze definici makra zrušit (odstraňuje makra s parametry i makra bez parametru):

<source lang="c">
#undef <identifikátor>
</source>

=== 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).

== Související články ==
* [[Preprocesor]]

{{Článek z Wikipedie}}
[[Kategorie:Počítačové jazyky]]

Preprocesor jazyka C - Historie editací

Sysop: 1 revizi

Sysop: 1 revizi