Цепочка подстановок

Если в строке замещения команды #define в качестве отдельной лексемы встречается препроцессорный идентификатор, ранее определенный другой директивой #define, то выполняется цепочка последовательных подстановок. В качестве примера рассмотрим, как можно определить диапазон (RANGE) возможных значений любой целой переменной типа int в следующей программе:

 

Пример 10.2

#include < limits.h>

#define RANGE ((INT_MAX) – < INT_MIN)+1)

/* RANGE - диапазон значений для int */ ………….

int RANGE_T = RANGE/8; ………….

 

Препроцессор последовательно просматривает текст и, обнаружив директиву #include < limits.h>;, вставляет текст из файла limits.h. Там определены константы INT_MAX и INT_MIN (предельные максимальное и минимальное значения целых величин). Программа принимает следующий вид:

#define INT_MAX 32767

#define INT_MIN -32768

#define RANGE ((INT_MAX)-(INT_MIN)+1).

/* RANGE - диапазон значений для int*/

int RANGE_T = RANGE/8;

 

Обратим внимание на то, что директива #include исчезла из программы, но ее заменил соответствующий текст. Обнаружив в тексте (добытом из файла limits.h) директивы define..., препроцессор выполняет соответствующие подстановки, и программа принимает следующий вид:

 

#define RANGE ((32767)-(-32768)+1)

/* RANGE - диапазон значений для int*/

int RANGE_T = RANGE/8;

Подстановки изменили строку замещения препроцессорного идентификатора RANGE в директиве #define, размещенной ниже, чем текст, включенный из файла limits.h. Последовательно анализируя текст программы, препроцессор встречает препроцессорный идентификатор RANGE и выполняет подстановку. Программа приобретает следующий вид:

 

/* RANGE - диапазон значений для int*/

int RANGE_T - ((32767) - (-32768)+1)/8;

 

Теперь все директивы #define удалены из текста. Получен текст, пригодный для компиляции, т.е. создана «единица трансляции». Подстановка строки замещения вместо идентификатора RANGE выполнена в выражении RANGE/8, однако внутри комментария идентификатор RANGE остался без изменений и не изменился идентификатор RANGE_Т.

Этот пример иллюстрирует выполнение «цепочки» подстановок и ограничения на замены: замены не выполняются внутри комментариев, внутри строковых констант, внутри символьных констант и внутри идентификаторов (не может измениться часть идентификатора). Например, RANGE_T остался без изменений.

Если строка замещения оказывается слишком длинной, то ее можно продолжить в следующей строке текста. Для этого в конце продолжаемой строки помещается символ ‘\’. В ходе одной из стадий препроцессорной обработки этот символ вместе с последующим символом конца строки будет удален из текста программы.

Пример 10.3

#define STRING " \n Game Over! – Игра закончена! "

printf(STRING);

На экран будет выведено:

Game Over! – Игра закончена!

 

С помощью команды #define удобно выполнять настройку программы. Например, если в программе требуется работать с массивами, то их размеры можно явно определять на этапе препроцессорной обработки:

 

Пример 10.4

Исходный текст Результат препроцессорной обработки

#define К 40

void main() void main ()

{ {

int M[K][K]; int M[40][40];

float A[2*K+1], float A[2*40+l],

float B[K+3][K-3] float В[40+3][40-3];

…….. ……..

 

При таком описании очень легко изменять предельные размеры сразу всех массивов, изменив только одну константу (строку замещения) в директиве #define. Предусмотренные директивой #define препроцессорные. замены не выполняются внутри строк, символьных констант и комментариев, т.е. не распространяются на тексты, ограниченные кавычками (“), апострофами (‘) и разделителями (/*,. */). В то же время строка замещения может содержать перечисленные ограничители, например, при замене препроцессорного идентификатора STRING.

Если в программе нужно часто печатать или выводить на экран дисплея значение какой-либо переменной и, кроме того, снабжать эту печать одним и тем же пояснительным текстом, то удобно ввести сокращенное обозначение оператора печати, например:

 

Пример 10.5

#define PK printf(“\n Номер элемента=%d.”, N);

 

После этой директивы использование в программе оператора РК; будет эквивалентно (по результату) оператору из строки замещения. Например, последовательность операторов

int N = 4; РК;

приведет к выводу такого текста:

Номер элемента=4.

 

Если в строку замещения входит идентификатор, определенный в другой команде #define, то в строке замещения выполняется следующая замена (цепочка подстановок). Например, программа, содержащая команды:

Пример 10.6

#define К 50

#define PE printf (“\п Число элементов K=%d”, K);

…….

РЕ;

выведет на экран такой текст:

Число элементов К=50

Идентификатор К внутри строки замещения, обрамленной кавычками, не заменяется на 50.

 

Строку замещения, связанную с конкретным препроцессорным идентификатором, можно сменить, приписав уже определенному идентификатору новое значение другой командой #define:

 

Пример 10.7

#define M 16 /* Идентификатор М определен как 16 */

#define M ‘С’ /* М определен как символьная константа ‘С’ */

#define M “С” /* М определен как символьная строка, в которой есть два элемента ‘С’ и ‘\0’ */

 

Однако при таких сменах значений препроцессорного идентификатора некоторые компиляторы C++ выдают предупреждающее сообщение на каждую следующую директиву #define:

 

Warning..: Redefinition of ‘M’ is not identical

Замены в тексте можно отменять с помощью команды

#undef идентификатор

После выполнения такой директивы этот препроцессорный идентификатор становится неопределенным, и его можно определять повторно. Например, не вызовут предупреждающих сообщений директивы:

#define M 16

#undef M

#define M ’С’

#undef M

#define M ”С”

 

Директиву #undef удобно использовать при разработке больших программ, когда они собираются из отдельных «кусков текста», написанных в разное время или разными программистами. В этом случае могут встретиться одинаковые обозначения разных объектов. Чтобы не изменять исходных файлов, включаемый текст можно «обрамлять» подходящими директивами #define, #undef и тем самым устранять возможные ошибки.

 

Пример 10.8

…….

А = 10; / Основной текст*/

…….

#define A X

…….

А = 5; / Включенный текст */

………..

#undef A

………..

В = А; / Основной текст */

……….

 

При выполнении программы переменная В примет значение 10, несмотря на наличие оператора присваивания А = 5 во включенном тексте.