Почему нужно обеспокоиться директивами препроцессору?

Потому что директивы препроцессора выполняются во время build , а код, который вы пишете, будет выполнен в время выполнения . Таким образом, директивы препроцессора фактически дают вам возможность программно изменять исходный код.

Обратите внимание, что препроцессор C является довольно грубым механизмом для такого рода вещей; Система шаблонов C ++ предоставляет гораздо более мощную основу для построения кода во время компиляции. В других языках есть еще более мощные возможности метапрограммирования (например, макросистема Lisp).

Чаще всего он используется для двух вещей, которые будет труднее организовать без него:

1. Включить охранников .
2. Различные разделы кода для разных платформ.

Предварительная обработка выполняется перед компиляцией кода. Это уместно в случаях, подобных следующему

#ifdef WIN32
#include <something.h>
#elseif LINUX
#include <somethingelse.h>
#endif

Очевидно, включая файлы заголовков, которые вы хотите создать во время компиляции, а не во время выполнения. Мы не можем сделать это с переменными.

С другой стороны. В C ++ рекомендуется заменять константные выражения, как в следующем примере

#define PI 3.141592654
with
const double PI=3.141592654;

Причина в том, что вы получаете правильное приведение типов и обработку типов данных.

Также

#define MAX(x,y) (x) > (y) ? (x) : (y)

Не очень хорошо, потому что вы можете писать

int i = 5
int max = MAX(i++, 6);

Препроцессор заменит это на:

int max = (i++) > (6) ? (i++) : (6);

Что явно не даст желаемого результата.

Вместо этого MAX должен быть функцией (а не макросом). Если это функция, она также может предоставить тип в параметре.

Я видел, как препроцессор используется для всякого рода интересных вещей. Как объявление ключевого слова языка. В этом случае это может улучшить читаемость.

Короче говоря, используйте препроцессор для вещей, которые должны произойти при типе компиляции, таких как условные директивы include. Избегайте использования его для констант. Избегайте макросов и вместо этого используйте функции, где это возможно.

Многие языки программирования имеют средства метапрограммирования , где вы пишете код для компилятора , а не для среды выполнения.

Например, в C ++ у нас есть шаблоны, которые позволяют нам инструктировать компилятор генерировать определенный код на основе типа или даже константы времени компиляции. Lisp, пожалуй, самый известный пример языка с расширенными возможностями метапрограммирования.

Директивы / макросы препроцессора C - это всего лишь еще одна форма «метапрограммирования», хотя и относительно более грубая, чем в других языках. Директивы препроцессора предписывают компилятору выполнять определенные действия во время компиляции, например игнорировать определенный код на определенных платформах или находить и заменять строку в коде другой строкой.

Как правило, директивы препроцессора не должны использоваться. К сожалению, иногда приходится это делать в C и C ++.

C изначально определил язык таким образом, что вы действительно не могли сделать с ним ничего серьезного без использования препроцессора. В языке не было другой встроенной поддержки для создания модульных программ, констант, встроенного кода или выполнения общего программирования.

C ++ избавлен от большинства этих проблем, но возможность все еще существует, поэтому ее все еще используют. (Интересно, что не модулярность. Мы все еще придерживаемся #include ),

Если вы хотите сравнить с языком, построенным на аналогичном уровне абстракции для аналогичных задач, который не имеет препроцессор,

Нет, на самом деле во всех случаях невозможно обойтись без препроцессора. Один из моих любимых макросов -

#define IFDEBUG if(DEBUG==1)
//usage:
IFDEBUG{
  printf("Dump of stuff:.,,,");
}else{
  //..do release stuff
}

Без макросов у меня было бы (возможно, очень много) места в конечном исполняемом файле

И также вы должны понимать, что C / C ++ не имеет никакого типа пакета требуется или другая подобная система. Таким образом, без препроцессора невозможно предотвратить дублирование кода. (файлы заголовков не могут быть включены)

Немного истории: C ++ был разработан на основе C, для которого препроцессор требовался гораздо больше, чем для C ++. Например, чтобы определить константу в C ++, вы должны написать что-то вроде const int foo = 4; , например, вместо #define FOO 4 , что является грубым эквивалентом C . К сожалению, слишком много людей перенесли свои привычки препроцессора с C на C ++.

Есть несколько разумных применений препроцессора в C ++. Использование #include для файлов заголовков в значительной степени необходимо. Это также полезно для условной компиляции, включая защиту заголовков, поэтому можно #include заголовок несколько раз (например, в разных заголовках) и обработать его только один раз. Оператор assert на самом деле является макросом препроцессора,

Это лучшая замена для получения некоторых возможностей отражения из C ++.

Очень полезно для создания переменных и строк с одинаковыми именами.

Но зачем вообще беспокоиться о концепции директив препроцессора? Разве невозможно написать эквивалентный код, который может присваивать значения константам, определять подпрограммы / функции / макросы и обрабатывать ошибки?

Его использование очень мало в C ++, функции языка были созданы, чтобы избежать проблем, связанных с препроцессором.

Думаю, я в конечном итоге хочу знать, когда использование таких директив препроцессора является хорошей практикой, а когда нет.

В общих источниках C ++ это часто считается плохой практикой, особенно когда есть средство сделайте это, используя другие языковые функции. Это требуется для некоторых вещей (например, программ, зависимых от платформы / сборки, и генеративных программ). Короче говоря, обычно есть замена, которая хорошо масштабируется. (например, определение константы как enum или встроенные шаблоны вместо макросов).

Ответ 1: условный код, который должен варьироваться в зависимости от того, на каком компьютере он работает.

Ответ 2: включение и отключение языковых расширений и функций совместимости видели во время компиляции.

Препроцессор пришел из C, где было много вещей, которые вы не могли выразить. Хороший код C ++ находит меньше причин для его использования, чем код C, но, к сожалению, он не совсем бесполезен.

Ответил здесь .

Препроцессор C выполняет ряд задач, некоторые, но не все из которых имеют лучшие альтернативы в C ++. Если у C ++ есть лучшая альтернатива, используйте ее. Эти альтернативы включают шаблоны, встраивание и переменные const (оксюморон, но так их называет стандарт) вместо макросов #define.

Однако есть несколько вещей, без которых вы не хотели бы делать или просто не могли бы обойтись; Например, #include имеет важное значение, а при кодировании для нескольких платформ или конфигураций условная компиляция остается полезной (хотя во всех случаях ее следует использовать с осторожностью).

Специальные расширения компилятора, управляемые через #pragma может быть неизбежным в некоторых случаях.