将 C 预处理器中的预处理数字限制为仅处理有效的浮点和整数常量

Question

我目前正在实现 C11 编译器，我的目标是将预处理器集成到其余编译器中，而不是将其作为独立组件。因此，预处理器可以安全地假设其输出将在以下阶段有效。

阅读有关预处理数字令牌的信息，似乎它只是为了简化独立预处理器的实现而存在。简化数字的格式，它不必处理数字表达式的全部复杂性。引用GCC docs：

这个不寻常的定义的目的是将预处理器与数字常量的全部复杂性隔离开来。它不必区分词法有效和无效的浮点数，这很复杂。

由于预处理器将集成到编译器框架的其余部分，这对我来说不是问题。

在第 6.4.8.4 节[预处理数字；语义] C11 标准，它声称

预处理数字没有类型或值；它在成功转换（作为转换阶段 7 的一部分）到浮点常量令牌或整数常量令牌后获取两者。

因此，似乎每个预处理数字都会在稍后的编译过程中转换为浮点或整数常量。我在标准中找不到任何其他对预处理编号的引用，所以这似乎是他们唯一的目的，但我可能错了。

我的问题是，预处理器将预处理数字限制为仅有效的整数和浮点常量是否有效？或者是否存在这样的限制会导致其他有效程序失败的情况？

Answer 1

当然有一些有效的程序包含不可转换为整数或浮点数的 pp 数。常见的情况是预处理令牌不会成为令牌。

例如，它可能是字符串化的：

#define STRINGIFY_(X) #X
#define STRINGIFY(V)  STRINGIFY_(V)
#define VERSION 3.4.6a
#define PROGNAME foo

int main(void) {
  printf("%s-%s\n", STRINGIFY(PROGNAME), STRINGIFY(VERSION));
}

此外，上面示例中的版本号可以通过令牌连接产生，另一种方式是预处理令牌永远不会成为程序令牌：

#include <stdio.h>
#define STRINGIFY_(X) #X
#define STRINGIFY(V)  STRINGIFY_(V)
#define CONCAT3_(x,y,z) x##y##z
#define CONCAT3(x,y,z) CONCAT3_(x,y,z)
#define CONCAT_V(mj, mn, pl) CONCAT3(mj, ., CONCAT3(mn, ., pl))

#define MAJOR 3
#define MINOR 4
#define PATCH 6a

#define VERSION CONCAT_V(MAJOR, MINOR, PATCH)
#define PROGNAME foo

int main(void) {
  printf("%s-%s\n", STRINGIFY(PROGNAME), STRINGIFY(VERSION));
}

还有其他方法可以使 pp-number（或任何其他预处理令牌）永远不会转换为令牌：

1. 作为在其替换文本中不使用相应参数的宏的参数。

2. 在控制表达式为假的预处理器条件中的程序文​​本中。

   这通常用于“野外”隐藏#if 0 ... #endif 块中未完全编写的代码；只要 cmets 和字符串被终止，被排除的代码可能有几乎任意的语法错误，包括无效的 pp-numbers 甚至是杂散的标点符号。 （@ 是一个有效的预处理令牌，不能转换为令牌。）