在c中条件编译#if和#else（和其他）的工作

Posted 2023-02-17

【中文标题】在c中条件编译#if和#else（和其他）的工作

【英文标题】：Working of conditional compilation #if and #else (and others) in c

【发布时间】：2019-02-02 18:31:56

【问题描述】：

我尝试使用一些条件编译预处理指令而不是“if-else”来编写程序，如下所示。

#include<stdio.h>
int main ()

    int x;
    scanf ("%d",&x);
#if (x==5)
    printf ("x is 5");
#else
    printf ("x not 5");
#endif

但问题是，即使 x 的值是 5，它也总是打印 else 部分。我最简单的问题是----->为什么？

是否有可能成功完成这个程序（即从用户那里获取 x 的值并使用 #if 指令和 #if 下的打印语句检查条件）。

在编译期间它显示警告 "'x' 未定义，计算结果为 0"。但x 对我来说似乎已定义。这是否意味着x 应该使用#define 定义。请解释一下条件编译背后的概念。

【问题讨论】：

预处理器不能使用 C 程序中的变量。

预处理器在编译期间运行。要检查运行时值，请使用普通的if。

【参考方案1】：

x 不是整数文字或整数文字表达式（整数文字 + 运算符）或扩展为这些的宏，因此在条件中，预处理器将其替换为 0 (6.10.1p4)。 0==5 为 false，因此采用 #else 分支。

预处理器不知道 C 声明、类型等。它仅适用于令牌（以及最终扩展到这些令牌的宏）。

---

6.10.1p4

由于宏扩展和定义的一元的所有替换 运算符已执行，所有剩余的标识符（包括 词法上与关键字相同的）被替换为 pp-number 0，然后将每个预处理令牌转换为一个令牌。

【讨论】：

@LightnessRacesinOrbit 我添加了来自标准的引用来支持该声明。 ;-)（你现在欠我一个赞成票：P）。

直到！我要去科利鲁收集对你不利的证据，然后震惊地离开了：P 感谢您的参考

【参考方案2】：

预处理发生在编译之前。所以预处理器对你的 C 代码或变量一无所知。您不能在条件中使用任何 C 变量。

条件编译有不同的用途。

#define DEBUG

/* ....*/ 

#ifdef DEBUG 
printf("Some debug value %d\n", val);
#endif

【讨论】：

如果预处理发生在编译之前，为什么用Clang编译这两行void a[3];和#error会在错误消息之前为第一行产生错误消息（数组元素类型不完整）第二行？

@EricPostpischil：有 as if 规则。允许编译器以不同的方式做事，并且不需要在进行语义分析之前运行整个预处理器阶段。该标准并不禁止您所说的您所期望的；它也不禁止您报告发生的事情。

@JonathanLeffler：我没有问为什么 C 标准允许这样做。我问 P__J__ 的陈述如何与 Clang 的行为一致。 C 标准的规范与 Clang 在这方面的行为是一致的。断言在编译之前进行预处理与 Clang 的行为不一致。

@EricPostpischil clang 在这种情况下不符合要求：除非它是通过条件包含跳过的组的一部分，否则实现不应成功翻译包含#error 预处理指令的预处理翻译单元。

5.1.1.2 翻译阶段 中的

@EricPostpischil 标准表明预处理发生在编译之前。第 7 步：对生成的标记进行句法和语义分析，并将其作为翻译单元进行翻译。

【参考方案3】：

#if 语句中的操作数只能是常量、用#define 定义的东西以及特殊的defined 运算符。表达式中的任何其他标识符都替换为 0。示例代码中的 x 未使用 #define 定义，因此 (x==5) 变为 (0==0)。

在 C 2018 标准中，第 6.10.1 条告诉我们，#if 语句中的表达式评估包括：

预处理器宏（用#define 定义的东西）根据它们的定义被替换。 defined 运算符的使用被替换为 0 或 1。 所有剩余的标识符都替换为 0。

由于您的示例代码中的x 没有使用#define 定义，因此在#if 语句中将其替换为0。这会导致(0==5)，这是错误的，因此#if 和#else 之间的代码将被跳过。

在预处理器语句中，您不能根据将在程序执行期间设置的值来评估变量。

【参考方案4】：

它是“预处理器”。 “前”的意思是“之前”。

您正在尝试在预处理期间使用 runtime 值！当然，预处理器在构建期间无法访问该信息。

这个问题不仅限于运行时值，而是更基本的问题。即使您尝试使用（命名的）编译时常量，例如constexpr int x = 2，您也不能这样做。这是两种交错的语言，比如用 php 生成 html； HTML 不知道 PHP 变量，PHP 也不知道用户在页面上单击了哪些小部件。这些是完全不同的执行上下文，没有内置交互或交叉兼容性。

【讨论】：

个人对反对票感到好奇。我认为这是一个不错的类比。

通过区分“预处理器”，这个答案告诉我们有预处理器活动和处理器活动，并且预处理器活动发生在处理器活动之前，但它没有告诉我们预处理器活动和处理器活动中的内容。因此，如果 x 不是预处理器标识符，它不会告诉 OP 只有在处理器活动期间才能评估 x == 5。它甚至不区分什么是预处理器标识符和其他类型的标识符。

此外，“即使您尝试使用编译时常量”也不正确，因为2+2+1 是编译时常量，但也可以用于预处理器表达式。

@EricPostpischil 一个编译时常量，例如constexpr int x = 2，它没有也不能有任何运行时组件，但对预处理器来说是完全不可见的。所以，让我们把它改成“命名编译时常量”。

@EricPostpischil 我没有得到你的第一条评论，所以也许你可以重写它？不，我没有对标识符类型进行学术探索——不过我认为这不值得 -2。