Pré-processador

Um pré-processador é um programa que recebe texto e efectua conversões léxicas nele. As conversões podem incluir substituição de macros, inclusão condicional e inclusão de outros ficheiros.

Este artigo ou secção contém uma lista de referências no fim do texto, mas as suas fontes não são claras porque não são citadas no corpo do artigo, o que compromete a confiabilidade das informações. (Abril de 2012)

A linguagem de programação C possui um pré-processador que efectua as seguintes transformações:

substitui trigrafos por equivalentes
concatena ficheiros de código-fonte
substitui comentários por espaços em branco
reage a linhas iniciadas com um caracter de cardinal (#), efectuando substituição de macros, inclusão de ficheiros, inclusão condicional e outras operações

O uso de pré-processadores tem vindo a ser cada vez menos comum à medida que as linguagens recentes fornecem características mais abstractas em vez de características orientadas lexicalmente. É certo que o abuso do pré-processador pode dar origem a código caótico. Ao desenhar uma linguagem de programação baseada em C, Bjarne Stroustrup introduziu características tais como funções em linha e modelos na linguagem C++ numa tentativa de tornar o pré-processador de C menos relevante. Há também linguagens recentes que tem pouca ou nenhuma funcionalidade de pré-processador, como por exemplo a linguagem Java, que não possui um pré-processador. O pré-processamento pode ser bastante incómodo ao implementar-se análise gramatical incremental ou análise léxica incremental, pois alterações às regras de pré-processamento podem afectar por completo o texto a ser pré-processado.

Um exemplo típico em C é:

# include <stdio.h>
# define FOO 0

int main (void)
{
    /*
    versão alterada do programa "olá mundo"
*/
    printf("Olá, Mundo!\n");
    return FOO;
}

O pré-processador de C, ao analisar este código-fonte, efectua as seguintes alterações:

substitui a linha #include <stdio.h> pelo ficheiro-cabeçalho com aquele nome, o que torna possivel a utilização da subrotina printf().
define o conjunto de caracteres FOO para que quando executado seja interpretado como 0.
substitui o texto comentado (texto entre simbolos /* e */ por espaço em branco.
substitui o termo FOO na expressão return FOO; por 0

Outro exemplo de um recurso bastante comum, conhecido por "Include Guards", utilizado em arquivos header:

# ifndef _LIBRARY_H
# define _LIBRARY_H
/*
Todo código que define o conteúdo deste arquivo header: assinatura de funções, definição de constantes, etc...
*/
# endif

Isso garante que um determinado arquivo header será incluído apenas uma vez durante a compilação de um projeto. A primeira vez que for encontrado #include <library.h> o símbolo _LIBRARY_H não estará definido, portanto #ifndef será verdadeiro e o próximo passo executado pelo compilador será definir esse símbolo _LIBRARY_H e compilar todo código. Caso haja, em outro arquivo .c pertencente ao mesmo projeto, a diretiva #include <library.h>, então dessa vez #ifndef _LIBRARY_H será falso e nada deste arquivo header será compilado novamente. Caso essas diretivas de compilação condicional não estivessem presentes seriam gerados erros de compilação ao incluir mais de uma vez o mesmo arquivo header.

Mais outro recurso, pré-processado, é o uso da diretiva #pragma, cuja função é prover informações adicionais ao compilador além do que é coberto pela própria linguagem. A seguir temos um exemplo que instrui o compilador a utilizar um alinhamento dos dados em memória diferente do alinhamento padrão: #pragma pack(n). O parâmetro n indica a quantidade de bytes que deve ser utilizada para alinhamento e deverá ser um número potência de 2 (2,4,8,16,32,64,...), caso não seja passado o parâmetro será utilizado o packing padrão do compilador.

#include	<stdlib.h>
#include	<stdio.h>

#pragma pack(2)

typedef struct person t_person;

struct person {
	short int id;
	int sector;
	short int age;
};

int main ( int argc, char *argv[] )
{
	printf("sizeof t_person: %ld\n", sizeof(t_person));
	return EXIT_SUCCESS;
}

Compile, execute e verifique a saída que mostra o tamanho da estrutura t_person em bytes. Experimente não passar nenhum parâmetro para a diretiva #pragma pack(), compile e execute. O tamanho da estrutura será diferente já que utilizando o packing padrão do compilador são adicionados dados sem significado (padding).

Exemplos de C

Referências

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