Der C-Präprozessor 08-CPräprozessor

Der C-Präprozessor Bevor ein Programm vom eigentlichen C-Compiler bearbeitet wird, wird es vom C-Präprozessor bearbeitet. Dabei werden reine Textersetzungen durchgeführt. Der Präprozessor erzeugt den vom Compiler zu übersetzenden Quelltext. Compiler C-Quelltext mit Präprozessor- anweisungen C-Quelltext ohne Präprozessor- anweisungen Objektmodule Präprozessor Verbinder Ausführbares Programm Bibliotheken 08-CPräprozessor

Die Präprozessoranweisungen Anweisungen für den Präprozessor beginnen immer mit # in der ersten Spalte. Es gibt folgende Präprozessoranweisungen: #include : Einfügen einer Datei #define : Definieren einer Konstanten oder eines Makros #if (#ifdef, #ifndef) - #elif - #else – #endif : bedingte Übersetzung 08-CPräprozessor

Die include-Anweisung Die include-Anweisung fügt eine Datei in den Quelltext ein. Es ist genau so als ob der Inhalt der eingefügten Datei statt der include-Anweisung steht. Datei „limits.h“ enthält: char min_char=-128; char max_char=127; Datei „prog.c“ enthält: #include "limits.h" int main() { char c; for (c=min_char;c<max_char;c++) printf("char[%i]=%c\n",c,c); } 08-CPräprozessor

for (c=min_char;c<max_char;c++) printf("char[%i]=%c\n",c,c); } Compileraufruf: gcc –ansi prog.c –E –o prog.i erzeugt die Datei „prog.i“ # 1 "prog.c" # 1 "limits.h" 1 char min_char=-128; char max_char=127; # 1 "prog.c" 2 int main() { char c; for (c=min_char;c<max_char;c++) printf("char[%i]=%c\n",c,c); } 08-CPräprozessor

Zwei Formen der include-Anweisung #include <filename> sucht die Datei im Standarbibliothekspfad #include "filename" sucht die Datei im aktuellen Verzeichnis Z.B.: #include <stdio.h> #include "limits.h" Anwendungen der include-Anweisung: Einfügen von „header“-Dateien, die die Schnittstellendefinition von Prozeduren enthalten Einfügen von Definitionen von Konstanten und Typen 08-CPräprozessor

Die define - Anweisung Mit der define-Anweisung werden Konstanten und Macros definiert. Allgemeine Form: #define <NAME> <ZEICHENKETTE> Nach dieser define-Anweisung wird jedes Auftreten von <NAME> als ganzes Wort im Text durch <ZEICHENKETTE> ersetzt. 08-CPräprozessor

Beispiel limits.h #define MIN_CHAR –128 #define MAX_CHAR 127 prog.c #include "limits.h" int main() { char c; for (c=MIN_CHAR;c<MAX_CHAR;c++) printf("char[%i]=%c\n",c,c); printf("char[%i]=%c\n",c,c); } 08-CPräprozessor

printf("char[%i]=%c\n",c,c); } # 1 "prog.c" # 1 "limits.h" 1 # 1 "prog.c" 2 int main() { char c; for (c= -128 ;c< 127 ;c++) printf("char[%i]=%c\n",c,c); } 08-CPräprozessor

Zusammen mit der include-Anweisung kann damit ein Programm sehr flexible geschrieben und dann durch geringe Änderungen an die Hardware angepasst werden. Beispiel: #define TEXT1 "Das ist ein ganz langer Text." #define TEXT2 "Das ist noch ein langer Text." #define TEXT3 "Das ist der dritte lange Text." printf(" %s\n %s\n %s\n",TEXT1,TEXT2,TEXT3); define-Anweisung wird genutzt, um Programme übersichtlicher zu gestalten und bestimmte möglicherweise öfter zu ändernde Programmteile an einer Stelle zu konzentrieren. define-Anweisungen können ersetzt werden durch die Angabe des D-Schalters beim Compilerauffruf. Z.B: gcc –DTRUE=1 hello.c bewirkt die Einfügung der Anweisung #define TRUE 1 vor das Programm hello.c. 08-CPräprozessor

Macros Macros dienen der parametrisierten Ersetzung von Zeichenketten durch Ausdrücke. Beispiel: #define MAX(A,B) (((A)>(B))?(A):(B)) float a,b,c; c=MAX(a+b,a-b); wirkt wie c=(((a+b)>(a-b))?(a+b):(a-b)); Achtung! Immer ausreichend Klammern gebrauchen! Trennzeichen in der define-Anweisung trennen den zu definierenden Namen von der Definition, solange sie nicht in Klammern eingeschlossen sind.  #define MAX(A,B) (((A)>(B))?(A):(B)) #define MAX( A,B) (((A)>(B))?(A):(B)) #define MAX (A,B) (((A)>(B))?(A):(B)) sind zulässig haben aber z.T. unterschiedliche Bedeutung 08-CPräprozessor

#define MAX(A,B) (((A)>(B))?(A):(B)) #define MIN(A,B) (((A)<(B))?(A):(B)) int main() { int i,j; int max=MAX(i,j); int min=MIN(i,j); int m=MAX(i-j,j-i)*MIN(i-j,j-i); } 08-CPräprozessor

int max= ((( i )>( j ))?( i ):( j )) ; # 1 "prog.c" int main() { int i,j; int max= ((( i )>( j ))?( i ):( j )) ; int min= ((( i )<( j ))?( i ):( j )) ; int m= ((( i-j )>( j-i ))?( i-j ):( j-i )) * ((( i-j )<( j-i ))?( i-j ):( j-i )) ; } 08-CPräprozessor

Spezielle Operatoren in Macros #<NAME> bewirkt, dass der Wert nach dem Ersetzen in "-" gesetzt wird. <NAME1>##<NAME2> bewirkt die direkte Verkettung der Werte von <NAME1> und <NAME2>. 08-CPräprozessor

#define PRINT(X) printf("Wert von %s = %i\n",#X,X) #define INIT(A,B) A##B=(A)*100+(B) int main() { int c=20; int j=0; int INIT(c,j); PRINT(c); PRINT(j); PRINT(cj); } 08-CPräprozessor

printf("Wert von %s = %i\n","c", c ) ; # 1 "oper.c" int main() { int c=20; int j=0; int cj =( c )*100+( j ) ; printf("Wert von %s = %i\n","c", c ) ; printf("Wert von %s = %i\n","j", j ) ; printf("Wert von %s = %i\n","cj", cj ) ; } 08-CPräprozessor

Vordefinierte Macros - GNUC __LINE__ __FILE__ __DATE__ __TIME__ Weitere von Compilern abhängige Macros: __STRICT_ANSI__ 1 _LANGUAGE_C 1 __GNUC__ 2 __GNUC_MINOR__ 7 __unix__ 1 08-CPräprozessor

Beispiel int main () { printf("Filename : %s\n",__FILE__); printf("Date : %s\n",__DATE__); printf("Time : %s\n",__TIME__); printf("LineNr. : %i\n",__LINE__); } # 1 "vordef.c" int main () { printf("Filename : %s\n","vordef.c"); printf("Date : %s\n","May 1 2000"); printf("Time : %s\n","09:51:49"); printf("LineNr. : %i\n",6); } 08-CPräprozessor

Macros als Compiler-Schalter Durch Angabe des Compilerschalters "-D" können Macros nachträglich definiert werden. Z.B.: cc hello.c –Dname1 –Dname2=wert entspricht der Einfügung von #define name1 #define name2 wert am Anfang des Quelltextes hello.c Wird häufig benutzt um spezielle Versionen aus einer Quelle zu erzeugen, z.B.: Hardwareabhängigkeit Genauigkeitsversionen (float, double) Größenversionen Unterschiedliche Interface (X11, Windows) 08-CPräprozessor

Bedingte Übersetzung #if (#ifdef, #ifndef) - #elif - #else – #endif Mit Hilfe der Anweisungen zur bedingten Übersetzung können bestimmte Teile des C-Programmes zur Übersetzung ausgewählt bzw. von der Übersetzung ausgenommen werden. Allgemeine Form: #if AUSDRUCK1 text1 #elif AUSDRUCK2 text2 #elif AUSDRUCK3 text3 #else text4 #endif Es sind nur einfache logische Ausdrücke mit numerischen Werten erlaubt. FALSE==0, TRUE != 0. 08-CPräprozessor

Statt #if AUSDRUCK kann auch #ifdef MACRO bzw. #ifndef MACRO stehen Statt #if AUSDRUCK kann auch #ifdef MACRO bzw. #ifndef MACRO stehen. In diesen wird geprüft ob das Macro definiert bzw. nicht definiert ist. 08-CPräprozessor

Beispiel int main () { #if BETA && DEMO printf( "Beta-Version %i\n%i - Tage Demo\n",BETA,DEMO); #elif BETA "Beta-Version %i\nunbegrenzte Lizenz\n",BETA); #elif DEMO printf("Final Release\n%i - Tage Demo\n",DEMO); #else printf("Final Release\nunbegrenzte Lizenz\n"); #endif } 08-CPräprozessor

gcc –ansi bed. c –DBETA=2 –DDEMO=30 –E –o bed. i int main () { gcc –ansi bed.c –DBETA=2 –DDEMO=30 –E –o bed.i int main () { printf("Beta-Version %i\n%i - Tage Demo\n",2 ,30 ); } gcc –ansi bed.c –DBETA=0 –DDEMO=30 –E –o bed.i int main () { printf("Final Release\n%i - Tage Demo\n",30 ); } gcc –ansi bed.c –DBETA=2 –DDEMO=0 –E –o bed.i int main () { printf("Beta-Version %i\nunbegrenzte Lizenz\n",2 ); } gcc –ansi bed.c –DBETA=0 –DDEMO=0 –E –o bed.i int main () { printf("Final Release\nunbegrenzte Lizenz\n"); } 08-CPräprozessor

Typisches Header-File stdio.h #ifndef _INC_STDIO #define _INC_STDIO ... #endif /* _INC_STDIO */ 08-CPräprozessor