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预处理知识相关

预处理知识相关

作者: saviochen | 来源:发表于2017-07-13 00:11 被阅读36次

    预处理也称为预编译,它为编译做预备工作,主要进行代码文本的替换工作,用于处理#开头的指令。

    1. C/C++头文件中ifdef/define/endif的作用有哪些?

    如果一个项目中存在两个C文件,而这两个文件都包含同一个头文件。当编译时,这两个文件编译成一个可执行文件可能会产生大量的声明冲突。而解决的办法就是把头文件的内容都放在#ifndef和#endif中,格式如下:

    `#ifndef <_STDIO_H_>
    #define <_STDIO_H_>
    ...
    #endif
    

    标识的命名规则一般是头文件全大写,前后加下划线,并把文件中的“.”,也变成下划线,如stdio.h。

    2. #define有哪些缺陷?

    由于宏定义在预处理阶段进行,主要做的是字符串替换工作,所以它存在一些固有的缺陷:

    • 无法进行类型检查。宏定义是在编译前进行字符替换,因为只有编译时才能检查类型是否匹配,所以不具有类型检查功能。
    • 由于优先级的不同是哟宏定义可能会存在着副作用。
    • 无法单步调试
    • 会导致代码膨胀
    • 在C++中,宏无法操作类的私有成员。

    3. 如何判断一个变量是有符号数还是无符号数?

    • 方法一:
    #define ISUNSIGNED(a) (a>=0 && ~a>=0)
    #define ISUNSIGNED_TYPE(type) ((type) - 1 > 0)
    
    • 方法二:
    typedef unsigned type;
    int main(){
        unsigned a = 10;
        a = a | (1 << 31);
        if(a > 0)
            printf("signed\n");
        else
            printf("unsigned\n");
    }
    
    • 方法三:
    typedef unsigned type;
    int main(){
        type a = -1, b = 100;
        if(a - b > 0)
            printf("signed\n");
        else
            printf("unsigned\n");
    }
    

    4. 不使用sizeof,如何计算int占用字节数,以及结构体内存偏移量?

    #define OFFSET(type, field) ((size_t)& ( ((type*)0)->field ) )
    

    ANSI C标准允许值为0的常量强制被转换为任何一种类型的指针,且转换结果为空指针。对0取(type*)的结果是将其转化为指针type的空指针。虽然利用它来访问field字段是非法的,但是由于宏替换发生在编译前,编译器仅仅是根据结构体内容布局,计算出field相对于地址为0的指针的偏移量。

    5. 枚举、typedef 、const与宏定义有何不同?

    • 枚举可以定义大量相关常量,具有自动赋值功能,枚举常量是实体的一种,拥有作用域、值等特征。此外,枚举常量在编译阶段确定其值,在编译器中一般可以调试枚举常量,这些特征都是宏定义所不具备的。

    • typedef可以为对象(基本类型或自定义类型)取一个别名,以增加可读性。其具有类型检查功能,以及作用域。宏定义只是简单替换,不具备上述特点。值得注意的是,typedef和宏定义在处理指针时,区别较大。

    • const常量具有数据类型,存在于程序的数据段,可以被传递调用。编译器可以对const常量进行安全检查。因此,很多IDE支持const常量,而不支持宏定义。

    6. 宏定义与内联函数有什么区别?

    宏代码本身不是函数,但是用起来却和函数很像,预处理器用复制宏代码的方式代替函数调用,省去了参数压栈、生成汇编语言的CALL调用,返回参数、执行return等过程,从而提高了速度。

    内联函数是代码被插入到调用者代码处的函数。内联函数也不是万能的,只适用于函数体内代码简单的函数使用,不包含复杂的结构控制语句,并且内联函数本身不能直接调用递归函数。

    两者的区别在于:

    • 宏定义是在预处理阶段进行代码替换的,而内联函数是在编译阶段插入代码
    • 宏定义没有类型检查,而内联函数有类型检查。
    引申:内联函数与普通函数的区别?

    C++语言中的内联函数与普通函数相同,但是编译器会在每处调用内联函数的地方将内联函数展开,这样既避免了函数调用的开销,又避免了宏机制的缺陷。在N处调用了内联函数,则此函数就会对该段代码展开N次。如果内联函数体过大,编译器则会放弃内联方式。

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