Текст программы и препроцессор

Текст программы и препроцессор. Каждая программа на языке Си есть последовательность препроцессорных директив, описаний и определений глобальных объектов и функций. Препроцессорные директивы (#include и #define) управляют преобразованием текста программы до ее компиляции. Определения вводят функции и объекты. Объекты необходимы для представления в программе обрабатываемых данных. Функции определяют потенциально возможные действия программы. Описания уведомляют компилятор о свойствах и именах тех объектов и функций, которые определены в других частях программы (например, ниже по ее тексту или в другом файле).

Программа на языке Си должна быть оформлена в виде одного или нескольких текстовых файлов. Текстовый файл разбит на строки. В конце каждой строки есть признак ее окончания (плюс управляющий символ перехода к началу новой строки). Просматривая текстовый файл на экране дисплея, мы видим последовательность строк, причем признаки окончания строк невидимы, но по ним производится разбивка текста редактором.

Определения и описания программы на языке Си могут размещаться в строках текстового файла достаточно произвольно (в свободном формате.) Для препроцессорных директив существуют ограничения. Во-первых, препроцессорная директива обычно размещается в одной строке, т.е. признаком ее окончания является признак конца строки текста программы. Во-вторых, символ '#', вводящий каждую директиву препроцессора, должен быть первым отличным от пробела символом в строке с препроцессорной директивой

Подробному изучению возможностей препроцессора и всех его директив будет далее. Сейчас достаточно рассмотреть только основные принципы работы препроцессора и изложить общую схему подготовки исполняемого модуля программы, написанной на языке Си. Исходная программа, подготовленная на языке Си в виде текстового файла, проходит три обязательных этапа обработки (рис. 2.1):

• препроцессорное преобразование текста;

• компиляция;

• компоновка (редактирование связей или сборка).

Рис. 2.1. Схема подготовки исполняемой программы

Только после успешного завершения всех перечисленных этапов формируется исполняемый машинный код программы.

Задача препроцессора - преобразование текста программы до ее компиляции. Правила препроцессорной обработки определяет программист с помощью директив препроцессора. Каждая препроцессорная директива начинается с символа '#'. В этой главе нам будет достаточно двух директив:

#include и #define.

Препроцессор "сканирует" исходный текст программы в поиске строк, начинающихся с символа '#'. Такие строки воспринимаются препроцессором как команды (директивы), которые определяют действия по преобразованию текста. #define указывает правила замены в тексте.

# include определяет, какие текстовые файлы нужно включить в этом месте текста программы.

Директива #include <...> предназначена для включения в текст программы текста файла из каталога "заголовочных файлов", поставляемых вместе со стандартными библиотеками компилятора. Каждая библиотечная функция, определенная стандартом языка Си, имеет соответствующее описание (прототип библиотечной функции плюс определения типов, переменных, макроопределений и констант) в одном из заголовочных файлов. Список заголовочных файлов для стандартных библиотек определен стандартом языка.

Важно понимать, что употребление в программе препроцессорной директивы

#include < имя_заголовочного_файла >

не подключает к программе соответствующую стандартную библиотеку. Препроцессорная обработка выполняется на уровне исходного текста программы. Директива #include только позволяет вставить в текст программы описания из указанного заголовочного файла. Подключение к программе кодов библиотечных функций (см. рис. 2.1) осуществляется только на этапе редактирования связей (этап компоновки), т.е. после компиляции, когда уже получен машинный код программы. Доступ к кодам библиотечных функций нужен только на этапе компоновки. Именно поэтому компилировать программу и устранять синтаксические ошибки в ее тексте можно без стандартной библиотеки, но обязательно с заголовочными файлами.

Здесь следует отметить еще одну важную особенность. Хотя в заголовочных файлах содержатся описания всех стандартных функций, в код программы включаются только те функции, которые используются в программе. Выбор нужных функций выполняет компоновщик на этапе, называемом "редактирование связей".

Термин "заголовочный файл" (header file) в применении к файлам, содержащим описания библиотечных функций стандартных библиотек, не случаен. Он предполагает включение этих файлов именно в начало программы. Мы настоятельно рекомендуем, чтобы до обращения к любой функции она была определена или описана в том же файле, где помещен текст программы. Описание или определения функций должны быть "выше" по тексту, чем вызовы функций. Именно поэтому заголовочные файлы нужно помещать в начале текста программы, т.е. заведомо раньше обращений к соответствующим библиотечным функциям.

Хотя заголовочный файл может быть включен в программу не в ее начале, а непосредственно перед обращением к нужной библиотечной функции, такое размещение директив #include <...> не рекомендуется.

Поиск по сайту: