如何使 #include 文件的内容成为 cpp 文件中的编译时常量？答案

【问题标题】：How can I make the contents of an #include-file a compile-time constant in a cpp-file?如何使 #include 文件的内容成为 cpp 文件中的编译时常量？
【发布时间】：2012-12-20 10:53:44
【问题描述】：

我有一个文件module.hpp

struct ModuleBase {
    virtual void run() = 0;
};

还有一个main.cpp 程序

int main() {
    cout << ...?...; // here should go the contents of module.hpp
}

我可以在...?... 输入什么来让这里打印头文件的内容？

一个基本的想法是

int main() {
    static const string content = R"(
#include <module.hpp>
)";
    cout << content;
}

但多行字符串仅在 C++11 中可用，#include 不在多行字符串中工作（这很好）吗？

如果 gcc 有一种非便携式的方式......那将是一个开始。

澄清（更新）：替换应该在编译时完成。

【问题讨论】：

AFAIK 除了你使用的那个之外别无他法，除非你愿意使用流打开文件并输出它。
在Windows下是一种不可移植的方式将header嵌入到可执行文件中，但在其他系统下无法使用。
gcc 还有一种不可移植的方式。你有源代码，所以你可以修改编译器来做任何你想做的事情。（是的，我在开玩笑。）
@JamesKanze：不那么夸张，您可以使用objcopy -O binary 将标头转换为包含其内容的目标文件。
迈克西摩：是的！请给个完整的答案好吗？那么如何使用/链接我的 C(++) 代码中的 obj 文件 sysmbols？

标签： c++ compiler-construction syntax self-modifying

【解决方案1】：

我知道的唯一真正的解决方案是编写一个小程序将文件转换为字符串变量的 C++ 定义包含它。这写起来相当简单：输出一个简单的标题如下：

char const variableName[] =

然后复制文件的每一行，将其包裹在"...\n"中，然后转义任何必要的字符。（如果你能确定 C++11，那么你也许可以用R"..."做点什么，但是我没有这方面的经验。）

[更新：参考原始问题，其中有错字]： 您的解决方案应该不起作用；如果是这样，这是一个错误编译器。根据 §2.2，标记化发生在之前预处理指令的执行。所以当执行预处理指令时，你有一个字符串文字，并且不是 # 预处理令牌。（编译器错误在使用 C++11 特性时是可以预料的。没有有足够的时间让实施者得到所有的错误出来。）

【讨论】：

我原来的问题中有一个错字，当然，它不适用于 Raw-Strings。我更正了。

【解决方案2】：

作为仅限 GNU 的 hack，您可以将标头转换为二进制对象文件并将其与可执行文件链接。

首先，使用objcopy进行转换：

objcopy -I binary -O default -B i386 module.hpp module.hpp.o

如有必要，将 i386 替换为您正在构建的架构。生成的目标文件将包含标头内容及其大小的符号，您可以按如下方式访问：

#include <iostream>

extern char _binary_module_hpp_start;
extern char _binary_module_hpp_size;

int main()
{
    char * header_start = &_binary_module_hpp_start;
    size_t header_size = reinterpret_cast<size_t>(&_binary_module_hpp_size);

    std::cout.write(header_start, header_size);
}

【讨论】：

我明白了。在链接过程中，我只需添加.o-file？而且我不必以某种方式处理.o-文件中的符号名称？从链接的.o 到符号_binary_module_hpp_start 和-size 的连接是如何完成的？那些是objdump介绍的？很直截了当——我喜欢它。必须有人阻止我一直使用这个 hack ;-)

【解决方案3】：

除了外部工具，我认为是做不到的。您给出的 C++11 方式不起作用，#include 未在字符串中展开。 See here for example.

C++03 的方式应该是以下，带有宏：

#define TO_STR__(...) #__VA_ARGS__
#define TO_STR_(...) TO_STR__(__VA_ARGS__)
#define TO_STR(...) TO_STR_(__VA_ARGS__)

#include <iostream>
int main()
{
    std::cout << "String from #include <string>, ";
    static const char* str = TO_STR(
#include <string>
    );

    std::cout << sizeof(str) / sizeof(char) << " characters:\n\n";
    std::cout << str << "\n";
}

With GCC，没有输出。使用 Visual Studio 2010，会输出 #include <string>。

如果您可以修改编译链，则可以添加一个预构建步骤，其中将包含您想要的文件内容作为字符串（可以使用 CMake 或自定义 makefile 等工具轻松完成）。

【讨论】：

C++03 的方式在 C++11 中没有改变。但它也没有给出预期的结果。 §16.3.2/2“[...] 如果替换结果不是有效的字符串文字，则行为未定义”（并且有效的字符串文字不能包含换行符）和 §16.3.4 /3 "生成的完全被宏替换的预处理标记序列即使与预处理指令相似，也不会作为预处理指令处理。"
同意。我输入了“would have been”，我认为这是有条件的，并不是说它“有效”。但由于英语不是我的母语，我可能错了......
我的原始字符串解释有误。我发现#include 确实 not 在它们中工作。我现在更正了这个问题。

【解决方案4】：

您可以使用ofstream打开文件流并读取和输出内容。

【讨论】：

保持他的语法的方法是使用 lambdas（见我的回答）。