C 预处理器可以执行整数运算吗？答案

【问题标题】：Can the C preprocessor perform integer arithmetic?C 预处理器可以执行整数运算吗？
【发布时间】：2010-12-06 07:57:09
【问题描述】：

正如问题所说，C 预处理器能做到吗？

例如：

#define PI 3.1416
#define OP PI/100
#define OP2 PI%100

有什么方法可以在预处理阶段计算 OP 和/或 OP2？

【问题讨论】：

示例中的 PI 不是整数；因此，如果强制预处理器评估它们，则 OP 和 OP2 都不是整数。 '%' 的操作数不能是浮点数。

标签： c-preprocessor

【解决方案1】：

整数运算？运行以下程序找出：

#include "stdio.h"
int main() {
    #if 1 + 1 == 2
        printf("1+1==2\n");
    #endif
    #if 1 + 1 == 3
        printf("1+1==3\n");
    #endif
 }

答案是“是”，有一种方法可以让预处理器执行整数运算，即在预处理器条件下使用它。

但是请注意，您的示例不是整数算术。我刚刚检查过，如果你试图让它进行浮点比较，gcc 的预处理器会失败。我还没有检查标准是否允许在预处理器中进行浮点运算。

正则宏扩展不计算整数表达式，它将它留给编译器，通过预处理（gcc 中的 -E）可以看出：

#define ONEPLUSONE (1 + 1)
#if ONEPLUSONE == 2
    int i = ONEPLUSONE;
#endif

结果是int i = (1 + 1);（可能还有一些东西来表示源文件名和行号等）。

【讨论】：

Chris：我们现在生活在未来，虽然飞行汽车仍然不见踪影，但主函数的默认返回值已经到来！
@Chris：一个大括号，达到“返回值 0”（5.1.2.2.3，程序终止）。如果我不允许在标记为“C”的问题中假设标准 C，那么世界会变成什么？难道你不能找到在 C89 编译器可能看到的代码中使用 //-style cmets 的人，然后抱怨他们吗？ ;-)
@Chris -- 右括号？ :-)
哦，不，我刚刚意识到克里斯的意思！由于 SO 格式化代码的方式，我的程序没有终止换行符！这甚至不是编译器必须诊断的无效程序，它是未定义的行为。恐怖、警报和普遍恐慌！我必须立即修复它。 ;-p

【解决方案2】：

您编写的代码实际上并没有让预处理器进行任何计算。 #define 进行简单的文本替换，因此定义如下：

#define PI 3.1416
#define OP PI/100

这段代码：

if (OP == x) { ... }

变成

if (3.1416/100 == x) { ... }

然后它被编译。反过来，编译器可能会选择采用这样的表达式并在编译时对其进行计算，并生成与此等效的代码：

if (0.031416 == x) { ... }

但这是编译器，而不是预处理器。

要回答您的问题，是的，预处理器可以做一些算术运算。当你写这样的东西时可以看到这一点：

#if (3.141/100 == 20)
   printf("yo");
#elif (3+3 == 6)
   printf("hey");
#endif

【讨论】：

遗憾的是，如果您尝试条件编译 sn-p，您会收到来自 GCC 的消息：x.c:5:6: error: floating constant in preprocessor expression。您可以使用 C 预处理器进行整数运算；你不能用它做浮点运算。
这里看起来像 gcc 偷工减料，Stroustrup C++ 2nd edition r.16.5 #if constant-expression, r.5.19 constant expression: "...浮动常量必须转换为整数类型"。

【解决方案3】：

是的，我的意思是：它可以做算术:)

如99 bottles of beer 所示。

【讨论】：

【解决方案4】：

是的。

我不敢相信还没有人与某个模糊的 C 竞赛获胜者相关联。这家伙通过递归包含在预处理器中实现了一个 ALU。 Here 是实现，here 是一种解释。

现在，就是说，你不想做那个人做过的事。这很有趣，但请查看他的提示文件中的编译时间（更不用说生成的代码不可维护的事实）。更常见的是，人们将预处理器严格用于文本替换，而常量整数运算的评估发生在编译时或运行时。

然而，正如其他人所指出的，您可以在 #if 语句中进行一些算术运算。

【讨论】：

stackoverflow.com/questions/652788/… - chaos-pp。预处理器滥用风格。

【解决方案5】：

是的，可以使用 Boost 预处理器来完成。它与纯 C 兼容，因此您可以在仅 C 编译的 C 程序中使用它。您的代码虽然涉及浮点数，所以我认为需要间接完成。

#include <boost/preprocessor/arithmetic/div.hpp>
BOOST_PP_DIV(11, 5) // expands to 2
#define KB 1024
#define HKB BOOST_PP_DIV(A,2)
#define REM(A,B) BOOST_PP_SUB(A, BOOST_PP_MUL(B, BOOST_PP_DIV(A,B)))
#define RKB REM(KB,2)

int div = HKB;
int rem = RKB;

这会预处理到（使用 gcc -S 检查）

int div = 512;
int rem = 0;

感谢this thread.

【讨论】：

【解决方案6】：

算术时要小心：加括号。

#define SIZE4 4
#define SIZE8 8
#define TOTALSIZE SIZE4 + SIZE8

如果你曾经使用过类似的东西：

unsigned int i = TOTALSIZE/4;

并期望 i 为 3，您将得到 4 + 2 = 6。添加括号：

#define TOTALSIZE (SIZE4 + SIZE8)

【讨论】：