C++. Бархатный путь. Часть 1 - Директива препроцессора define

Директива препроцессора define

Директива define позволяет связать идентификатор (мы будем называть этот идентификатор замещаемой частью) с лексемой (возможно, что пустой!) или последовательностью лексем (строка символов является лексемой, заключённой в двойные кавычки), которую называют строкой замещения или замещающей частью директивы define.

Например,

#define PI 3.14159

Идентификаторы, которые используют для представления констант, называют объявленными или символическими константами. Например, последовательность символов, располагаемая после объявленной константы PI, объявляет константу 3.14159. Препроцессор заменит в оставшейся части программы все отдельно стоящие вхождения идентификатора PI на лексему, которую транслятор будет воспринимать как плавающий литерал 3.14159.

Препроцессор выполняет грубую предварительную работу по замене замещаемых идентификаторов замещающими строками. В этот момент ещё ничего не известно об именах, поскольку транслятор фактически ещё не начинал своей работы. А потому следует следить за тем, чтобы замещаемые идентификаторы входили в состав объявлений лишь как элементы инициализаторов. 

Рассмотрим несколько примеров. Директива препроцессора

#define PI 3.14159

Превращает корректное объявление

float PI;

в синтаксически некорректную конструкцию

float 3.14159;

А следующее определение правильное.

float pi = PI;

После препроцессирования оно принимает такой вид:

float pi = 3.14159;

Сначала препроцессор замещает, затем транслятор транслирует. И потому здесь будет зафиксирована ошибка:

#define PI 3.14 0.00159
float pi = PI;

После препроцессирования объявление принимает такой вид:

float pi = 3.14 0.00159;

А здесь - всё корректно:

#define PI 3.14 + 0.00159
float pi = PI;

После препроцессирования получается правильное объявление с инициализацией:

float pi = 3.14 + 0.00159;

Строка замещения может оказаться пустой.

#define ZZZ

В этом случае оператор-выражение

ZZZ;

и ещё более странные конструкции

ZZZ ZZZ ZZZ ZZZ ZZZ ZZZ ZZZ ZZZ ZZZ ZZZ ZZZ;

превращаются препроцессором в пустой оператор. Это лишь побочный эффект работы препроцессора. У макроопределений с пустой строкой замещения имеется собственная область пременения.

Строка замещения может располагаться на нескольких строках. При этом символ '\' уведомляет препроцессор о необходимости включения в состав строки замещения текста, располагаемого на следующей стоке. Признаком завершения многострочного определения является символ конца строки:

#define TEXT "1234567890-=\
йцукенгшщзхъ\"

В ходе препроцессорной обработки вхождения идентификатора TEXT заменяются на строку замещения:

1234567890-= йцукенгшщзхъ\

Макроопределения define могут быть вложенными:

#include <iostream.h>
#define WHISKEY "ВИСКИ с содовой."
#define MARTINI "МАРТИНИ со льдом и " WHISKEY
void main() {cout << MARTINI;}

В результате выполнения последнего оператора выводится строка

МАРТИНИ со льдом и ВИСКИ с содовой.

После каждого расширения препроцессор возвращается к началу файла, переходит к очередному макроопределению и повторяет процесс преобразования макроопределений. Препроцессорные замены не выполняются внутри строк, символьных констант и комментариев. При этом в замещающей части не должно быть вхождений замещаемой части макроопределения.

Так что макроопределение

#define WHISKEY "стаканчик ВИСКИ " WHISKEY

обречено на неудачу.

В макроопределениях может встречаться несколько макроопределений с одной и той же замещаемой частью. При этом следует использовать в тексте программы директиву препроцессора

#undef ИмяЗамещаемойЧасти

Эта инструкция прекращает действие препроцессора по замене соответствующего идентификатора.

#define PI 3.14 + 0.00159
float pi1 = PI;
#undef PI
#define PI 3.14159
float pi2 = PI;