#pragma
预处理指示供编译器实现一些非标准的特性,C标准没有规定#pragma
后面应该写什么以及起什么作用,由编译器自己规定。有的编译器用#pragma
定义一些特殊功能寄存器名,有的编译器用#pragma
定位链接地址,本书不做深入讨论。如果编译器在代码中碰到不认识的#pragma
指示则忽略它,例如gcc
的#pragma
指示都是#pragma GCC ...
这种形式,用别的编译器编译则忽略这些指示。
C标准规定了几个特殊的宏,在不同的地方使用可以自动展开成不同的值,常用的有__FILE__
和__LINE__
,__FILE__
展开为当前源文件的文件名,是一个字符串,__LINE__
展开为当前代码行的行号,是一个整数。这两个宏在源代码中不同的位置使用会自动取不同的值,显然不是用#define
能定义得出来的,它们是编译器内建的特殊的宏。在打印调试信息时打印这两个宏可以给开发者非常有用的提示,例如在第 6 节 “折半查找”我们看到assert
函数打印的错误信息就有__FILE__
和__LINE__
的值。现在我们自己实现这个assert
函数,以理解它的原理。这个实现出自[Standard C Library]:
例 21.3. assert.h的一种实现
/* assert.h standard header */ #undef assert /* remove existing definition */ #ifdef NDEBUG #define assert(test) ((void)0) #else /* NDEBUG not defined */ void _Assert(char *); /* macros */ #define _STR(x) _VAL(x) #define _VAL(x) #x #define assert(test) ((test) ? (void)0 \ : _Assert(__FILE__ ":" _STR(__LINE__) " " #test)) #endif
通过这个例子可以全面复习本章所讲的知识。C标准规定assert
应该实现为宏定义而不是一个真正的函数,并且assert(test)
这个表达式的值应该是void
类型的。首先用#undef assert
确保取消前面对assert
的定义,然后分两种情况:如果定义了NDEBUG
,那么assert(test)
直接定义成一个void
类型的值,什么也不做;如果没有定义NDEBUG
,则要判断测试条件test
是否成立,如果条件成立就什么也不做,如果不成立则调用_Assert
函数。假设在main.c
文件的第33
行调用assert(is_sorted())
,那么__FILE__
是字符串"main.c"
,__LINE__
是整数33
,#test
是字符串"is_sorted()"
。注意_STR(__LINE__)
的展开过程:首先展开成_VAL(33)
,然后进一步展开成字符串"33"
。这样,最后_Assert
调用的形式是_Assert("main.c" ":" "33" " " "is_sorted()")
,传给_Assert
函数的字符串是"main.c:33 is_sorted()"
。_Assert
函数是我们自己定义的,在另一个源文件中:
/* xassert.c _Assert function */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> void _Assert(char *mesg) { /* print assertion message and abort */ fputs(mesg, stderr); fputs(" -- assertion failed\n", stderr); abort(); }
注意,在头文件assert.h
中自己定义的内部使用的标识符都以_
线开头,例如_STR
,_VAL
,_Assert
,因为我们在模拟C标准库的实现,在第 3 节 “变量”讲过,以_
线开头的标识符通常由编译器和C语言库使用,在/usr/include
下的头文件中你可以看到大量_
线开头的标识符。另外一个问题,为什么我们不直接在assert
的宏定义中调用fputs
和abort
呢?因为调用这两个函数需要包含stdio.h
和stdlib.h
,C标准库的头文件应该是相互独立的,一个程序只要包含assert.h
就应该能使用assert
,而不应该再依赖于别的头文件。_Assert
中的fputs
向标准错误输出打印错误信息,abort
异常终止当前进程,这些函数以后再详细讨论。
现在测试一下我们的assert
实现,把assert.h
和xassert.c
和测试代码main.c
放在同一个目录下。
/* main.c */ #include "assert.h" int main(void) { assert(2>3); return 0; }
注意#include "assert.h"
要用"
引号而不要用<>
括号,以保证包含的是我们自己写的assert.h
而非C标准库的头文件。然后编译运行:
$ gcc main.c xassert.c $ ./a.out main.c:6 2>3 -- assertion failed Aborted
在打印调试信息时除了文件名和行号之外还可以打印出当前函数名,C99引入一个特殊的标识符__func__
支持这一功能。这个标识符应该是一个变量名而不是宏定义,不属于预处理的范畴,但它的作用和__FILE__
、__LINE__
类似,所以放在一起讲。例如:
例 21.4. 特殊标识符__func__
#include <stdio.h> void myfunc(void) { printf("%s\n", __func__); } int main(void) { myfunc(); printf("%s\n", __func__); return 0; }
$ gcc main.c $ ./a.out myfunc main