扩展单个 C 预处理器指令答案

【问题标题】：Expanding a single C pre-processor directive扩展单个 C 预处理器指令
【发布时间】：2013-12-16 13:01:20
【问题描述】：

我需要扩展一个预处理器指令，例如：拥有一个源文件和两个标头，我只想从一个特定标头扩展一个 define，而保留所有其他 include 和 define 不变。

主要思想是，给定类似这样的代码：

defs.h：

#define FOO(X,op) int X(int a,int b) { return a op b; }

other_file.h：

#define ONE 1
#define TWO 2
#define THREE 3
#define FOUR 4
#define FIVE 5

main.c:

"file: main.c "
#include <stdio.h>
#include "defs.h"
#include "other_file.h"
FOO(add,+)
FOO(sub,-)
FOO(mul,*)
FOO(div,/)

int main()

{

  printf("%d\n",add(ONE,TWO));
  printf("%d\n",sub(THREE,FOUR));
  printf("%d\n",mul(FIVE,FIVE));
  printf("%d\n",div(25,FIVE));
  return 0;
}

我会让 main.c 输出具有相同的包含，但将 FOO 扩展到创建的函数。我知道这个例子很傻，但我打算在更大的代码数据库上运行它。

这样做的动机是在宏中定义的函数中运行cccc。运行它的最简单方法是扩展这些宏。我也欢迎其他方法来做到这一点。

【问题讨论】：

您不能这样做（除非对源文件进行大量的预处理）。我会用更简单的正则表达式方法来做到这一点（只需用你喜欢的脚本语言编写你自己的预处理器，perl？）
好吧，我更喜欢python。将“函数”（使用正则表达式）放到临时文件中，运行预处理器并将其放回处理后的文件中的想法太丑陋了？
不，没关系，但我不会覆盖原始文件。例如，您可以将源文件从 .C 重命名为 .raw.C，并且您的预处理器可以读取所有 .raw.C 文件以生成纯 .C 文件。如果你必须改变一些东西......

标签： c-preprocessor code-metrics

【解决方案1】：

您可以使用 GCC 的 -E、-nostdinc、-nostdinc++ 和 -fpreprocessed 参数。

对于您的示例，您可以运行：

gcc -E -nostdinc -fpreprocessed main.c

输出将是：

# 1 "main.c"
#include <stdio.h>
#include "defs.h"
#include "other_file.h"
FOO(add,+)
FOO(sub,-)
FOO(mul,*)
FOO(div,/)

int main()

{
  printf("%d\n",add(ONE,TWO));
  printf("%d\n",sub(THREE,FOUR));
  printf("%d\n",mul(FIVE,FIVE));
  printf("%d\n",div(25,FIVE));
  return 0;
}

如果标题不是那么复杂，就像在您的示例中那样，您可以强制 gcc 对整个文件进行预处理，即使缺少一些宏也是如此。例如：

cp other_file.h other_file.h_orig
echo "" > other_file.h
gcc -E -nostdinc main.c

输出：

# 1 "main.c"
# 1 "<command-line>"
# 1 "main.c"
main.c:1:19: error: no include path in which to search for stdio.h
 #include <stdio.h>
                   ^

# 1 "defs.h" 1
# 3 "main.c" 2
# 1 "other_file.h" 1
# 4 "main.c" 2
int add(int a,int b) { return a + b; }
int sub(int a,int b) { return a - b; }
int mul(int a,int b) { return a * b; }
int div(int a,int b) { return a / b; }

int main()

{
  printf("%d\n",add(ONE,TWO));
  printf("%d\n",sub(THREE,FOUR));
  printf("%d\n",mul(FIVE,FIVE));
  printf("%d\n",div(25,FIVE));
  return 0;
}

不过，它会删除包含的标头...并会在 std 标头上向您打印一个错误，该错误将发送到 stderr 而不是 stdout。

这适用于您的小示例，但在较大的代码库上您可能会遇到一些问题...

以下是手册（GCC 4.8.2）中参数的简要总结：

-E：预处理阶段结束后停止；不要正确运行编译器。输出采用预处理源代码的形式，其中发送到标准输出。

-fpreprocessed：向预处理器指示输入文件已经被预处理。这会抑制宏之类的东西扩展，三字符转换，转义换行拼接，和大多数指令的处理。

-nostdinc：不要在标准系统目录中搜索头文件。只有您使用 -I 选项指定的目录。

-nostdinc++：不在 C++ 特定的标准目录中搜索头文件，但仍搜索其他标准目录。

【讨论】：

【解决方案2】：

我们的DMS Software Reengineering Toolkit 及其C Front End 将执行此操作。

DMS 提供通用程序解析/分析基础架构。 C 前端在此基础上提供全功能 C 前端，并配有 C 预处理器。

通常，DMS C 预处理器的行为与标准预处理器类似：它对所有内容进行预处理，生成替换的标记流。不同寻常的是，它可以配置为不处理条件（这是全有或全无），或仅扩展指定的宏。特别是，它接受一个自定义 #pragma，声明宏应该（不）扩展。

我不清楚这是否值得付出努力。是的，如果您认为宏应该是非透明的，那么度量工具可能会在某些宏被大量使用的地方产生更准确的答案。如果你认为宏本质上只是一个看起来很有趣的子程序，那么扩展这个宏就像内联一个函数体，你不会这样做来计算指标。

【讨论】：