预处理器保留关键字

Question

对于宏，除了必须是标识符之外，是否有任何名称限制？例如，下面的内容是否有效？

#define assert getchar
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    assert();
}

代码 link: https://godbolt.org/z/ra63na.

main:
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     eax, 0
        call    getchar
        mov     eax, 0
        pop     rbp
        ret

预处理器是否了解C语言？或者它更像是一个查找和替换程序？

Answer 1

真的很蠢。它足以理解令牌替换，但仅此而已。

例如：#define test fail 将替换 test(...) 中的 test，但不会替换 tested 或 "test"。

因为 C 有一个非常基本的语法，所以编写一个可以处理和识别标记的解析器实际上并不难。让它理解 C 语法的全部超出了该工具的范围。

换句话说，对于像这样的输入程序：

#define test fail

int main() {
  test(9, "test", tested());

  return 0;
}

C 预处理器将其分解为标记，最终如下所示：

[ "#", "define", "test", "fail" ]

[ "int", "main", "(", ")", "{" ]
[ "test", "(", "9", "\"test\"", "tested", "(", ")", ")", ";" ]
...

其中每一个都使用简单的预处理器语法进行处理。

这稍微复杂一些，因为宏可以包含参数，但您明白了。使用的文法是整个C文法的一个简单子集。

Answer 2

是的，它是有效的。不，预处理器不支持语言。预处理器完全按照它所说的去做——包括内容，替换宏——如果这导致语法无效，编译器必须检测到。

除C符号命名规则外，没有C语言依赖项或保留字。所有预处理器指令都以 # 开头，这不是有效的 C 符号名称，因此不需要保留字。

预处理器可以是运行自己的 - 通过编译器驱动程序的命令行选项或在 GUN 工具链中它是一个独立的可执行文件 cpp - 使其成为用于 C 和 C++ 源代码预处理以外的用途。

Answer 3

标准 (C11) 的第 7.1.2 节和第 7.1.3 节对此进行了介绍。以下是一些与宏有关的规则：

如果使用，header 应包含在任何外部声明或定义之外，并且应在第一次引用任何函数或它声明的 objects 之前首先包含它，或者它定义的任何类型或宏。
程序中不得有任何宏的名称在词法上与包含 header 之前定义的关键字相同，或者在扩展 header 中定义的任何宏时。
以下任何子条款中的每个宏名称（包括未来的库 directions) 如果包含任何相关的 headers 则保留用于指定用途；除非另有明确说明。
具有以下任何子条款中列出的文件范围的每个标识符（包括 future library directions) 保留用作宏名称和标识符如果包含任何关联的 header，则文件范围在同名 space 中。

所以您发布的确切程序是正确的，因为 <assert.h> 没有包括在内。但是，如果您确实包含 header.

，那将是未定义的行为

Answer 4

For macros, are there any name limitations other than it needs to be an identifier?

是的，它们受语言规范第 7.1.3 节（“保留标识符”）的规定约束，特别是：

All identifiers that begin with an underscore and either an uppercase letter or another underscore are always reserved for any use [including as macro names].

[...]

Each macro name in any of the [standard library specification] subclauses (including the future library directions) is reserved for use as specified if any of its associated headers is included; unless explicitly stated otherwise

[...]

Each identifier with file scope listed in any of the [standard library specification] subclauses (including the future library directions) is reserved for use as a macro name and as an identifier with file scope in the same name space if any of its associated headers is included.

[...] If the program declares or defines an identifier in a context in which it is reserved (other than as allowed by 7.1.4), or defines a reserved identifier as a macro name, the behavior is undefined.

如果第二个要点还包含 assert.h header，那么第二个要点将与您的示例代码相关。然后标识符 assert 将保留用作宏名称。您将其用作一个会触发未定义的行为。这不会对实现提出任何特定要求——事实上，这正是“未定义行为”的含义。它不需要实现来接受代码，也不需要拒绝它，也不需要在任何一种情况下发出任何类型的诊断。如果它确实接受了它，那么预处理器就不需要在 assert 上执行宏替换，也不会被禁止这样做，事实上，它也不需要以任何方式出现方式理性或可预测。

如果您将 getchar 定义为包含 stdio.h 的代码中的宏名称，则基于第三个要点的情况类似，如示例所示。然而，实际显示的代码是可以的。

你也问，

And does the preprocessor have any knowledge of the C language? Or is it more like a find-and-replace program?

有一点。 C 预处理器不是一种 general-purpose 宏语言，并且尝试使用它时往往效果不佳。预处理器的输入是一系列标记，根据与 C 语法一致的规则确定，它使用与 C 相同的标识符语法。条件包含指令识别 C 的算术表达式的子集，并且它们根据宿主实现的整数数据类型之一工作。预处理器（或至少它之前的标记化阶段）理解 C 字符串文字和字符常量，因此宏替换不会影响这些内容。

预处理器保留关键字

Preprocessor reserved keywords

c

c-preprocessor