HAVE_* 宏的用途是什么？答案

【问题标题】：What is the purpose of HAVE_* macros?HAVE_* 宏的用途是什么？
【发布时间】：2017-07-09 10:53:42
【问题描述】：

我在 CMake 项目中重用 autotools 项目中的一些 C/C++ 源文件，我看到许多源文件中到处都是这样的行：

#ifdef HAVE_UNISTD_H
#include <unistd.h>  // for getpid()
#endif

如果getpid() 是可选的并且它的调用被等效的HAVE_UNISTD_H 指令包围，我会理解这个构造的目的。但是，如果没有HAVE_UNISTD_H，源文件将无法编译，抱怨getpid() 未定义。这感觉比编译器让我知道没有找到unistd.h 要神秘得多。

当然，这只是一个例子。其他流行的宏包括HAVE_STDINT_H、HAVE_INTTYPES_H 等，它们的存在是编译源文件所必需的。

为什么要包含HAVE_* 守卫？我觉得它们只会带来缺点：

重用此类源文件需要确保存在正确的头文件并且定义了正确的HAVE_* 宏。
如果出现错误，开发人员会收到一条更神秘的消息，即编译器不会报告根本原因（未找到标头），而是报告辅助错误（未找到类型/函数）。
源文件有点长，阅读起来有点乏味，即#includes 与#ifdefs 混合。

【问题讨论】：

这是 C 还是 C++？大多数当前编译器的默认 C 模式不会发出关于未声明 getpid() 的错误消息。这既是支持和反对宏的原因，取决于你问谁。
另见stackoverflow.com/questions/1653958。
@hvd：请注意，从版本 5 开始的 GCC 默认为 C11 模式，并且至少会为隐式声明的函数生成警告消息。只有旧版本的 GCC 默认为 C90。
@JonathanLeffler 我很清楚这一点，这与我的评论并不矛盾。在 GCC 5、6 和 7 中，它仍然只是一个警告。
请注意，只执行#ifdef HAVE_UNISTD_H / #include <unistd.h> / #endif 而不提供任何回退的代码违背了HAVE_UNISTD_H 检查的意图。代码应该为缺少的内容提供一个通用声明——例如int getpid(void);。否则检查是没有意义的。这就是初衷。在 C90 时代，您可以使用隐式函数声明来摆脱困境——但如果只有 MS 实际实现了 C99 或 C11 或两者，C90 应该早就被遗忘了。

标签： c++ c macros autotools

【解决方案1】：

大多数HAVE_xxx_h 守卫是 POSIX 出现并标准化头文件之前时代的残余。在 90 年代初期，您可能很容易遇到确实具有 getpid()，但没有有效的 unistd.h 的系统 - 该函数将简单地在另一个头文件中声明，或者它不会被声明完全可以，但它仍然可以工作（只要它的返回值是 int 大小的），因为声明在 K&R 和 C89 C 中是可选的。

当时使用的众多系统之间甚至存在更奇怪的问题。例如，有些系统发布了time.h，那些发布了sys/time.h，以及同时发布了两者——除了在最后一个类别中，有一个子集尝试实际包含两者会导致编译错误！ Autoconf 的明确设计目标之一是支持大量此类系统，尽可能不提前列出它们，而一些长期不相关的 hack 仍然是carefully documented。

除了上述问题之外，在将代码移植到非 POSIX 系统（例如 windows）时，将标头名称与对函数的支持分离可能会很有用。在这样的系统上，posix 头文件可能会丢失或损坏，而实际的函数定义来自诸如 gnulib 之类的可移植库。

【讨论】：

“由于声明在 pre-ANSI C 中是可选的”——C89/C90 也是如此。
@hvd 谢谢，已更正。 C99和C11呢？ Gcc 至少似乎允许使用未声明的函数，但只发出警告。
正式地，在 C99 和 C11 中，这是一个语法错误（请参阅主要表达式，脚注对此很明确），但允许编译器接受语法上无效的代码作为扩展，而 GCC 这样做是为了向后兼容性（我不相信 GCC 是唯一的）。
@hvd 当您提到它是一个语法错误时，您可能指的是 ANSI 之前的声明吗？在答案的上下文中，我指的是使用函数without it having been declared at all（但在单独的编译单元中定义）。这样的函数调用不能是语法错误，因为调用的语法是正确的，但仍会被例如拒绝。 C++。
不，这确实被归类为语法错误，我已经提供了参考。函数调用语法要求调用表达式，未声明的标识符不被视为表达式，即使它们看起来很像。

【解决方案2】：

为什么要包含 HAVE_* 守卫？我觉得它们只会带来缺点：...

来源可以采用替代实现。在这种情况下，您当然不希望因缺少包含而出现错误。

傻¹例子：

#ifdef HAVE_UNISTD_H
#include <unistd.h>  // for getpid()
#endif
#ifdef HAVE_WINDoWS_H
#include <windows.h> // for GetProcessId()
#endif

¹_{我知道windows支持getpid()。}

【讨论】：