C 预处理器指令是否每次都重新计算？

Question

我有这行代码：

#define ALPHABET_SIZE 'z' - 'a' + 1

当我将鼠标悬停在代码中的 ALPHABET_SIZE 上时，它告诉我它扩展到 'z' - 'a' + 1。所以我想知道是否每次在我的代码中使用 ALPHABET_SIZE 时都必须重新计算这个表达式？如果是这样，我怎样才能防止重新计算？

Answer 1

C 标准仅指定程序的可观察行为，而不是它们在幕后的工作方式。

是否每次都重新计算 'z' - 'a' + 1 不会影响可观察到的行为，因此由实现决定。

一般来说，您可以期待明智的编译器在 compile-time 处计算结果，尤其是在启用优化时。

Answer 2

#define ALPHABET_SIZE 'z' - 'a' + 1

pre-processor替换每个ALPHABET_SIZE

有

'z' - 'a' + 1

然后编译器很可能会执行 Constant folding 优化，用 26 替换计算。

Demo https://godbolt.org/z/Mo46db，表达式被26替换为gcc 10.2

Answer 3

考虑以下程序：

#define ALPHABET_SIZE 'z' - 'a' + 1

#include <stdio.h>


int main(void)
{
    printf("%d\n", 2*ALPHABET_SIZE);
    printf("%d\n", ALPHABET_SIZE*2);
}

在我的 C 实现中，这会打印“148”和“27”。发生这种情况是因为，在第一个 printf 中，2*ALPHABET_SIZE 被替换为 2*'z' - 'a' + 1，其被评估为 (2*'z') - 'a' + 1，并且在第二个 printf 中，ALPHABET_SIZE*2 替换为 'z' - 'a' + 1*2，计算结果为 'z' - 'a' + (1*2)。由于这会产生两个不同的结果，因此证明使用 C 语义进行预处理不会用计算一次的单个表达式结果替换宏；它必须产生其他东西（实际上是一系列 预处理器标记 ），随后在上下文中重新解释。

C 预处理器指令是否每次都重新计算？

Does C preprocessor directives recompute each time?

c

preprocessor

compiler-directives