Izpratne par loģisko UN īssavienojumu uzvedību priekšapstrādātāju direktīvās

Kompilatoru atšķirību izpēte nosacītajā priekšapstrādē

C programmēšanā priekšprocesora direktīvām ir galvenā loma nosacījuma kompilācijā. Izstrādātāji bieži paļaujas uz tādiem nosacījumiem kā #ja lai pārvaldītu sarežģītas konfigurācijas dažādās platformās. Tomēr problēmas var rasties, ja loģiskie operatori, piemēram, UN (&&) tiek izmantoti kopā ar priekšprocesora makro. Tas var izraisīt neparedzētu uzvedību, jo īpaši dažādos kompilatoros.

Īpaši sarežģīts piemērs ir loģiskā UN operatora uzvedība nosacītajā priekšapstrādē, kad tiek gaidīta īssavienojuma novērtēšana. Šajā rakstā ir apskatītas izplatītās neskaidrības, ar kurām saskaras izstrādātāji, izmantojot definētu() ar funkcijai līdzīgu makro. Ne visi kompilatori šo gadījumu izturas vienādi, kā rezultātā rodas dažādas kļūdas un brīdinājumi.

Daži kompilatori, piemēram, MSVC, piedāvā brīdinājumu, neapturot kompilāciju, savukārt citi, piemēram, GCC un Clang, uzskata to par liktenīgu kļūdu. Izpratne par to, kāpēc kompilatori reaģē atšķirīgi un kā īssavienojums tiek ieviests priekšprocesora līmenī, varētu palīdzēt izstrādātājiem tikt galā ar līdzīgām grūtībām.

Mēs sapratīsim, kāpēc īssavienojums nedarbojas, kā plānots, aplūkojot konkrētu koda piemēru un kā kompilatori to lasa. Šajā rakstā ir sniegti arī padomi, kā izvairīties no šāda veida problēmām un nodrošināt kompilatoru saderību turpmākajiem projektiem.

Priekšprocesora loģika un īssavienojums C: padziļināts skaidrojums

Mūsu izpētītie skripti ir paredzēti, lai parādītu, kā C priekšprocesors apstrādā loģiskos operatorus, jo īpaši loģiski UN operatoru (&&) kompilācijas laikā. Izaicinājums ir saprast, kā dažādi kompilatori, piemēram, MSVC, GCC, Clang un ICX, novērtē nosacīto priekšapstrādi, kad ir iesaistīti funkcijām līdzīgi makro un loģiskie operatori. Galvenā problēma ir tāda, ka īssavienojuma novērtējums, kas paredzēts lielākajā daļā programmēšanas kontekstu, nedarbojas tā, kā paredzēts priekšprocesora direktīvās. Parasti loģiskais UN nodrošina, ka otrais operands netiek novērtēts, ja pirmais operands ir nepatiess, taču šis mehānisms nedarbojas tāpat kā priekšprocesora makro.

Mūsu piemēros pirmais skripts pārbauda, ​​vai makro FOO ir definēts un vai tas tiek novērtēts līdz noteiktai vērtībai. Tas tiek darīts, izmantojot #ja noteikts() direktīvu, kam seko loģiskais operators UN (&&). Tomēr kompilatori, piemēram, GCC un Clang, mēģina novērtēt nosacījuma otro daļu (FOO(foo)) pat tad, ja FOO nav definēts, kā rezultātā rodas sintakses kļūda. Tas notiek tāpēc, ka priekšprocesora līmenī nav patiesa īssavienojuma jēdziena. No otras puses, MSVC ģenerē brīdinājumu, nevis tiešu kļūdu, norādot, ka tas atšķirīgi izturas pret loģiku, kas var radīt neskaidrības, rakstot vairāku kompilatoru kodu.

Funkcijām līdzīgi makro, piemēram, FOO(x), vēl vairāk sajauc lietas. Šie makro tiek uzskatīti par koda fragmentiem, kas spēj pieņemt un atgriezt vērtības. Otrajā skriptā mēs definējām FOO kā funkcijai līdzīgu makro un mēģinājām to lietot priekšapstrādes nosacījumam. Šis paņēmiens izskaidro, kāpēc daži kompilatori, piemēram, GCC, rada kļūdas par "trūkstošiem binārajiem operatoriem", novērtējot makro priekšprocesora loģika. Tā kā priekšprocesors neizpilda pilnu izteiksmju parsēšanu tādā pašā veidā, kā to dara kompilatora galvenā loģika, tas nevar novērtēt funkcijām līdzīgas izteiksmes.

Kopumā šie skripti ir noderīgi ne tikai kā sintakses vingrinājumi, bet arī, lai saprastu, kā uzturēt savstarpēju kompilatoru savietojamību. Nosacītā kompilācija garantē, ka tiek aktivizētas atsevišķas koda sadaļas, pamatojoties uz kompilēšanas laikā definētajiem makro. Piemēram, MSVC spēja turpināt kompilāciju ar brīdinājumu, nevis apturēt kļūdu, atšķir to no tādiem kompilatoriem kā GCC un Clang, kas ir stingrāki attiecībā uz priekšprocesora nosacījumiem. Lai izvairītos no šādām problēmām, izstrādātājiem ir jāizveido kods, kas nepaļaujas uz pieņēmumu, ka īssavienojuma loģika priekšapstrādē darbosies tāpat kā parastas izpildes laikā.

#define FOO 1
// Solution 1: Simple preprocessor check
#if defined(FOO) && FOO == 1
#error "FOO is defined and equals 1."
#else
#error "FOO is not defined or does not equal 1."
#endif
// This checks for both the definition of FOO and its value.
// It avoids evaluating the macro as a function.

#define FOO(x) (x > 0)
// Solution 2: Using a function-like macro in preprocessor
#if defined(FOO) && FOO(1)
#error "FOO is defined and evaluates to true."
#else
#error "FOO is not defined or evaluates to false."
#endif
// This causes issues in compilers that try to evaluate the macro even when not defined.
// Some compilers, like GCC, will produce a syntax error in this case.

#define TESTING 1
// Unit Test 1: Verifying conditional compilation behavior
#if defined(TESTING) && TESTING == 1
#error "Unit test: TESTING is defined and equals 1."
#else
#error "Unit test: TESTING is not defined or equals 0."
#endif
// These unit tests help ensure that macros are correctly evaluated in different environments.
// Test the behavior using MSVC, GCC, and Clang compilers.

Izpratne par priekšapstrādātāju uzvedību valodā C, lai nodrošinātu saderību starp kompilatoriem

Viens no sarežģītākajiem C priekšprocesora izmantošanas aspektiem ir noskaidrot, kā dažādi kompilatori apstrādā nosacījumu direktīvas un loģiskās darbības. Izstrādātāji var paredzēt īssavienojuma novērtējums lai kompilatori būtu vienādi, taču realitāte var būt sarežģītāka. MSVC, GCC un Clang atšķirīgi interpretē priekšprocesora loģiku, īpaši makro un loģiskajiem operatoriem, piemēram, &&. Šo atšķirību izpratne ir ļoti svarīga, lai izstrādātu pārnēsājamu un uzticamu kodu, kas kompilējas bez problēmām vairākās vidēs.

Īpašs šīs problēmas aspekts ir tas, kā kompilatori interpretē makro. Piemēram, ja funkcijai līdzīgs makro ir iekļauts nosacījuma priekšprocesora direktīvā, daži kompilatori var mēģināt to novērtēt pat tad, ja tas nav deklarēts. Tas notiek tāpēc, ka priekšprocesoram trūkst spēcīga izteiksmes novērtējuma, kas redzams izpildlaika koda izpildē. Tādējādi tādas problēmas kā "trūkstošs binārais operators" vai "negaidīti marķieri" ir izplatītas apstākļos, kad kompilators mēģina izprast nedefinētus vai daļēji norādītus makro direktīvā. Izmantojot loģiskās darbības, piemēram defined() un makro, ir nepieciešama rūpīga izpratne par katra kompilatora pieeju pirmapstrādei.

Lai pareizi novērstu šīs neatbilstības, izstrādātājiem ir jāraksta priekšapstrādātāja direktīvas, kurās tiek ņemta vērā kompilatora darbība. Papildus pareizai makro organizēšanai var izmantot vienību testus un nosacītās kompilācijas metodes, lai nodrošinātu, ka katrs kodu bāzes komponents darbojas pareizi vairākos kompilatoros. Šī stratēģija samazina kļūdu un brīdinājumu skaitu, vienlaikus palielinot koda apkopi. Šo problēmu risināšana agrīnā izstrādes procesā var palīdzēt samazināt pēdējā brīža pārsteigumus kompilācijas laikā un veicināt vienmērīgāku kompilatoru izstrādes pieredzi.