3.6,#pragma 预处理
在所有的预处理指令中,#pragma 指令可能是最复杂的了,它的作用是设定编译器的
状态或者是指示编译器完成一些特定的动作。#pragma 指令对每个编译器给出了一个方法,
在保持与 C 和C++语言完全兼容的情况下,给出主机或操作系统专有的特征。 依据定义,编译
指示是机器或操作系统专有的,且对于每个编译器都是不同的。
其格式一般为:
#pragma para
其中 para 为参数,下面来看一些常用的参数。
3.6.1,#pragma message
message 参数:Message 参数是我最喜欢的一个参数,它能够在编译信息输出窗
口中输出相应的信息,这对于源代码信息的控制是非常重要的。其使用方法为:
#pragma message(“消息文本”)
当编译器遇到这条指令时就在编译输出窗口中将消息文本打印出来。
当我们在程序中定义了许多宏来控制源代码版本的时候,我们自己有可能都会忘记有没有
正确的设置这些宏,此时我们可以用这条指令在编译的时候就进行检查。假设我们希望判
断自己有没有在源代码的什么地方定义了_X86这个宏可以用下面的方法
#ifdef _X86
#Pragma message(“_X86 macro activated!”)
#endif
当我们定义了_X86这个宏以后,应用程序在编译时就会在编译输出窗口里显示“_
X86 macro activated!”。我们就不会因为不记得自己定义的一些特定的宏而抓耳挠腮了
3.6.2,#pragma code_seg
另一个使用得比较多的 pragma参数是 code_seg。格式如:
#pragma code_seg( ["section-name"[,"section-class"] ] )
它能够设置程序中函数代码存放的代码段,当我们开发驱动程序的时候就会使用到它。
3.6.3,#pragma once
#pragma once (比较常用)
只要在头文件的最开始加入这条指令就能够保证头文件被编译一次,这条指令实际上在
Visual C++6.0 中就已经有了,但是考虑到兼容性并没有太多的使用它。
3.6.4,#pragma hdrstop
#pragma hdrstop表示预编译头文件到此为止,后面的头文件不进行预编译。BCB 可以
预编译头文件以加快链接的速度,但如果所有头文件都进行预编译又可能占太多磁盘空间,
所以使用这个选项排除一些头文件。
有时单元之间有依赖关系,比如单元 A依赖单元B,所以单元 B要先于单元 A编译。
你可以用#pragma startup指定编译优先级,如果使用了#pragma package(smart_init) ,BCB
就会根据优先级的大小先后编译。
3.6.5,#pragma resource
#pragma resource "*.dfm"表示把*.dfm文件中的资源加入工程。*.dfm中包括窗体
外观的定义。
3.6.6,#pragma warning
#pragma warning( disable : 4507 34; once : 4385; error : 164 )
等价于:
#pragma warning(disable:4507 34) // 不显示 4507和 34号警告信息
#pragma warning(once:4385) // 4385号警告信息仅报告一次
#pragm
a warning(error:164) // 把 164号警告信息作为一个错误。
同时这个pragma warning 也支持如下格式:
#pragma warning( push [ ,n ] )
#pragma warning( pop )
这里n 代表一个警告等级(1---4)。
#pragma warning( push )保存所有警告信息的现有的警告状态。
#pragma warning( push, n)保存所有警告信息的现有的警告状态,并且把全局警告
等级设定为 n。
#pragma warning( pop )向栈中弹出最后一个警告信息,在入栈和出栈之间所作的
一切改动取消。例如:
#pragma warning( push )
#pragma warning( disable : 4705 )
#pragma warning( disable : 4706 )
#pragma warning( disable : 4707 )
//.......
#pragma warning( pop )
在这段代码的最后,重新保存所有的警告信息(包括 4705,4706和 4707)。
3.6.7,#pragma comment
#pragma comment(...)
该指令将一个注释记录放入一个对象文件或可执行文件中。
常用的 lib关键字,可以帮我们连入一个库文件。 比如:
#pragma comment(lib, "user32.lib")
该指令用来将 user32.lib库文件加入到本工程中。
linker:将一个链接选项放入目标文件中,你可以使用这个指令来代替由命令行传入的或
者在开发环境中设置的链接选项,你可以指定/include选项来强制包含某个对象,例如:
#pragma comment(linker, "/include:__mySymbol")
3.6.8,#pragma pack
这里重点讨论内存对齐的问题和#pragma pack()的使用方法。
什么是内存对齐?
先看下面的结构:
struct TestStruct1
{
char c1;
short s;
char c2;
int i;
};
假设这个结构的成员在内存中是紧凑排列的,假设c1的地址是 0,那么s 的地址就应该
是 1,c2的地址就是3,i的地址就是 4。也就是c1地址为 00000000, s 地址为 00000001, c2
地址为 00000003, i地址为 00000004。
可是,我们在 Visual C++6.0 中写一个简单的程序:
struct TestStruct1 a;
printf("c1 %p, s %p, c2 %p, i %p\n",
(unsigned int)(void*)&a.c1 - (unsigned int)(void*)&a,
(unsigned int)(void*)&a.s - (unsigned int)(void*)&a,
(unsigned int)(void*)&a.c2 - (unsigned int)(void*)&a,
(unsigned int)(void*)&a.i - (unsigned int)(void*)&a);
运行,输出:
c1 00000000, s 00000002, c2 00000004, i 00000008。
为什么会这样?这就是内存对齐而导致的问题。
3.6.8.1,为什么会有内存对齐?
字,双字,和四字在自然边界上不需要在内存中对齐。 (对字,双字,和四字来说,自
然边界分别是偶数地址,可以被 4整除的地址,和可以被 8 整除的地址。 )无论如何,为了
提高程序的性能,数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于,为
了访问未对齐的内存,处理器需要作两次内存访问;然而,对齐的内存访问仅需要一次访
问。
一个字或双字操作数跨越了 4 字节边界,或者一个四字操作数跨越了8 字节边界,被
认为是未对
齐的,从而需要两次总线周期来访问内存。一个字起始地址是奇数但却没有跨
越字边界被认为是对齐的,能够在一个总线周期中被访问。某些操作双四字的指令需要内
存操作数在自然边界上对齐。如果操作数没有对齐,这些指令将会产生一个通用保护异常。
双四字的自然边界是能够被 16 整除的地址。其他的操作双四字的指令允许未对齐的访问
(不会产生通用保护异常) ,然而,需要额外的内存总线周期来访问内存中未对齐的数据。
缺省情况下,编译器默认将结构、栈中的成员数据进行内存对齐。因此,上面的程序输
出就变成了:c1 00000000, s 00000002, c2 00000004, i 00000008。编译器将未对齐的成员向后
移,将每一个都成员对齐到自然边界上,从而也导致了整个结构的尺寸变大。尽管会牺牲
一点空间(成员之间有部分内存空闲) ,但提高了性能。也正是这个原因,我们不可以断言
sizeof(TestStruct1)的结果为 8。在这个例子中,sizeof(TestStruct1)的结果为 12。
3.6.8.2,如何避免内存对齐的影响
那么,能不能既达到提高性能的目的,又能节约一点空间呢?有一点小技巧可以使用。
比如我们可以将上面的结构改成:
struct TestStruct2
{
char c1;
单片机printf函数char c2;
short s;
int i;
};
这样一来,每个成员都对齐在其自然边界上,从而避免了编译器自动对齐。在这个例
子中,sizeof(TestStruct2)的值为 8。这个技巧有一个重要的作用,尤其是这个结构作为 API
的一部分提供给第三方开发使用的时候。第三方开发者可能将编译器的默认对齐选项改变,
从而造成这个结构在你的发行的 DLL 中使用某种对齐方式,而在第三方开发者哪里却使用
另外一种对齐方式。这将会导致重大问题。
比如,TestStruct1 结构,我们的 DLL使用默认对齐选项,对齐为
c1 00000000, s 00000002, c2 00000004, i 00000008,同时 sizeof(TestStruct1)的值为 12。
而第三方将对齐选项关闭,导致
c1 00000000, s 00000001, c2 00000003, i 00000004,同时 sizeof(TestStruct1)的值为 8。
除此之外我们还可以利用#pragma pack()来改变编译器的默认对齐方式(当然一般编译器
也提供了一些改变对齐方式的选项,这里不讨论) 。
使用指令#pragma pack (n),编译器将按照 n个字节对齐。
使用指令#pragma pack (),编译器将取消自定义字节对齐方式。
在#pragma pack (n)和#pragma pack ()之间的代码按 n个字节对齐。
但是,成员对齐有一个重要的条件,即每个成员按自己的方式对齐.也就是说虽然指定了
按 n 字节对齐,但并不是所有的成员都是以 n字节对齐。其对齐的规则是,每个成员按其类型
的对齐参数(通常是这个类型的大小)和指定对齐参数(这里是 n字节)中
较小的一个对齐, 即:
min( n, sizeof( item ))。并且结构的长度必须为所用过的所有对齐参数的整数倍,不够就补空
字节。看如下例子:
#pragma pack(8)
struct TestStruct4
{
char a;
long b;
};
struct TestStruct5
{
char c;
TestStruct4 d;
long long e;
};
#pragma pack()
问题:
A),sizeof(TestStruct5)=?
B), TestStruct5的 c后面空了几个字节接着是 d?
TestStruct4中,成员 a是 1字节默认按 1字节对齐,指定对齐参数为8,这两个值中取1,a
按 1 字节对齐;成员 b是 4个字节,默认是按 4字节对齐,这时就按4 字节对齐,所以
sizeof(TestStruct4)应该为 8;
TestStruct5 中,c和 TestStruct4 中的 a 一样,按 1字节对齐,而 d 是个结构,它是8 个字节,它
按什么对齐呢?对于结构来说,它的默认对齐方式就是它的所有成员使用的对齐参数中最大
的一个, TestStruct4的就是4.所以,成员d就是按4字节对齐.成员e是8个字节,它是默认按8
字节对齐,和指定的一样,所以它对到8字节的边界上,这时,已经使用了12个字节了,所以又添
加了 4 个字节的空,从第 16个字节开始放置成员 e.这时,长度为24,已经可以被 8(成员 e按 8
字节对齐)整除.这样,一共使用了 24个字节.内存布局如下 (*表示空闲内存, 1表示使用内存。
单位为 1byete) :
ab
TestStruct4的内存布局:1***,1111,
c TestStruct4.a TestStruct4.b d
TestStruct5的内存布局: 1***, 1***, 1111, ****,11111111
这里有三点很重要:
首先,每个成员分别按自己的方式对齐,并能最小化长度。
其次, 复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式,这样在成员是复杂
类型时,可以最小化长度。
然后,对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍,这样在处理数组时可以保
证每一项都边界对齐。
补充一下,对于数组,比如:char a[3];它的对齐方式和分别写 3个 char是一样的.也就是说
它还是按 1 个字节对齐.如果写: typedef char Array3[3];Array3这种类型的对齐方式还是按 1
个字节对齐,而不是按它的长度。
但是不论类型是什么,对齐的边界一定是 1,2,4,8,16,中的一个。
另外,注意别的#pragma pack的其他用法:
#pragma pack(push) //保存当前对其方式到 packing stack
#pragma pack(push,n) 等效于
#pragma pack(push)
#pragma pack(n) //n=1,2,4,8,16保存当前对齐方式,设置按 n字节对齐
#pragma pack(pop) //packing stack 出栈,并将对其方式设置为出栈的对齐方
3.7, #运算符
#也是预处理?是的,你可以这么认为。那怎么用它呢? 别急,先看下面例子:
#define SQR(x) printf("The square of x is %d.\n", ((x)*(x)));
如果这样使用宏:
SQR(8);
则输出为:
The square of x is 64.
注意到没有,引号中的字符 x 被当作普通文本来处理,而不是被当作一个可以被替换的语言
符号。
假如你确实希望在字符串中包含宏参数,那我们就可以使用“#” ,它可以把语言符号转
化为字符串。上面的例子改一改:
#define SQR(x) printf("The square of "#x" is %d.\n", ((x)*(x)));
再使用:
SQR(8);
则输出的是:
The square of 8 is 64.
很简单吧?相信你现在已经明白#号的使用方法了。
3.8,##预算符
和#运算符一样,##运算符可以用于宏函数的替换部分。这个运算符把两个语言符号组
合成单个语言符号。看例子:
#define XNAME(n) x ## n
如果这样使用宏:
XNAME(8)
则会被展开成这样:
x8
看明白了没?##就是个粘合剂,将前后两部分粘合起来。
4.3.2,a 和&a的区别
通过上面的分析,相信你已经明白数组和指针的访问方式了,下面再看这个例子:
main()
{
int a[5]={1,2,3,4,5};
int *ptr=(int *)(&a+1);
printf("%d,%d",*(a+1),*(ptr-1));
}
打印出来的值为多少呢? 这里主要是考查关于指针加减操作的理解。
对指针进行加 1 操作,得到的是下一个元素的地址,而不是原有地址值直接加 1。所以,
一个类型为 T 的指针的移动,以 sizeof(T) 为移动单位。 因此,对上题来说,a 是一个一
维数组,数组中有 5 个元素; ptr 是一个 int 型的指针。
&a + 1: 取数组 a 的首地址,该地址的值加上 sizeof(a) 的值,即 &a + 5*sizeof(int),也
就是下一个数组的首地址,显然当前指针已经越过了数组的界限。
(int *)(&a+1): 则是把上一步计算出来的地址,强制转换为 int * 类型,赋值给 ptr。
*(a+1): a,&a的值是一样的,但意思不一样,a 是数组首元素的首地址,也就是 a[0]的
首地址,&a是数组的首地址,a+1是数组下一元素的首地址,即a[1]的首地址,&a+1是下一
个数组的首地址。所以输出 2
*(ptr-1): 因为 ptr 是指向 a[5],并且 ptr 是 int * 类型,所以 *(ptr-1) 是指向 a[4] ,
输出 5。
经过上面的讲解,相信你已经掌握了二维数组在内存里面的布局了。下面就看一个题:
#include <stdio.h>
intmain(int argc,char * argv[])
{
int a [3][2]={(0,1),(2,3),(4,5)};
int *p;
p=a [0];
printf("%d",p[0]);
}
问打印出来的结果是多少?
很多人都觉得这太简单了,很快就能把答案告诉我:0。不过很可惜,错了。答案应该
是 1。如果你也认为是 0,那你实在应该好好看看这个题。花括号里面嵌套的是小括号,而
不是花括号! 这里是花括号里面嵌套了逗号表达式! 其实这个赋值就相当于 int a [3][2]={ 1, 3,
5};
所以,在初始化二维数组的时候一定要注意,别不小心把应该用的花括号写成小括号
了。
上面的问题似乎还比较好理解,下面再看一个例子:
int a[5][5];
int (*p)[4];
p=a;
问&p[4][2] - &a[4][2]的值为多少?
这个问题似乎非常简单,但是几
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