有效和无效pp-tokens的定义是什么？

时间：2015-07-09 14:29:33

标签： c++ c c-preprocessor c89

我想广泛使用## - 运算符和enum magic来处理大量类似的访问操作，错误处理和数据流。

如果应用##和#预处理程序运算符导致无效的pp-token，则行为在C中未定义。

一般情况下，预处理器操作的顺序未在C90中定义（*）（参见The token pasting operator）。现在在某些情况下，它发生（在不同来源，包括MISRA委员会，以及引用的页面），多个## /＃ - 运算符的顺序会影响未定义行为的发生。但我很难理解这些来源的例子，并确定了共同规则。

所以我的问题是：

  1. 有效pp-tokens有哪些规则？

  2. 不同的C和C ++标准之间是否存在差异？

  3. 我当前的问题：以下所有2个运营商订单是否合法？（**）

    #define test(A) test_## A ## _THING
int test(0001) = 2;

    4. 评论：

    （*）我不使用“未定义”，因为这与未定义的行为有关，但恕我直言，而是未指定的行为。应用了多个##或＃运算符通常不会使程序错误。显然有一个订单 - 我们无法预测哪个 - 因此订单未指定。

    （**）这不是编号的实际应用。但模式是等价的。

2 个答案:

答案 0 :(得分：5)

有效 pp-tokens 的规则是什么？

这些在各自的标准中有详细说明; C11§6.4和C ++11§2.4。在这两种情况下，它们都对应于生产预处理令牌。除了 pp-number 之外，它们不应该太令人惊讶。剩下的可能性是标识符（包括关键字），“标点符号”（在C ++中， preprocessing-op-or-punc ），字符串和字符文字，以及任何不匹配的单个非空格字符任何其他生产。

除了少数例外，任何字符序列都可以分解为一系列有效的预处理标记。 （一个例外是无法匹配的引号和撇号：单引号或撇号不是有效的预处理标记，因此包含未终止的字符串或字符文字的文本无法标记化。）

但是，在##运算符的上下文中，连接的结果必须是单个预处理标记。因此，无效串联是一个串联，其结果是一系列包含多个预处理标记的字符。

C和C ++之间是否存在差异？

是的，存在细微差别：

  • C ++具有用户定义的字符串和字符文字，并允许“原始”字符串文字。这些文字将在C中以不同方式标记，因此它们可能是多个预处理标记或（在原始字符串文字的情况下）甚至无效的预处理标记。

  • C ++包含符号::，.*和->*，所有符号都将被标记为C中的两个标点符号标记。此外，在C ++中，一些看似关键字的东西（例如new，delete）是 preprocessing-op-or-punc 的一部分（尽管这些符号是有效的两种语言的预处理令牌。）

  • C允许使用十六进制浮点文字（例如1.1p-3），它们在C ++中无效预处理标记。

  • C ++允许将撇号在整数文字中用作分隔符（1'000'000'000）。在C中，这可能会产生无与伦比的撇号。

  • 通用字符名称的处理方式略有不同（例如\u0234）。

  • 在C ++中，<::将被标记为<，::，除非后面跟:或>。 （<:::和<::>通常使用最长匹配规则进行标记。）在C中，最长匹配规则没有例外;始终使用最长匹配规则对<::进行标记，因此第一个标记始终为<:。

连接test_，0001和_THING是否合法，即使未指定连接顺序？

是的，这两种语言都是合法的。

test_ ## 0001 => test_0001             (identifier)
test_0001 ## _THING => test_0001_THING (identifier)

0001 ## _THING => 0001_THING           (pp-number)
test_ ## 0001_THING => test_0001_THING (identifier)

无效标记连接的示例是什么？

假设我们有

#define concat3(a, b, c) a ## b ## c

现在，无论串联顺序如何，以下内容均无效：

concat3(., ., .)
即使..，

...也不是令牌。但是连接必须以某种顺序进行，..将是必要的中间值;由于这不是单个令牌，因此连接将无效。

concat3(27,e,-7)

此处，-7是两个令牌，因此无法连接。

以下是连接顺序很重要的情况：

concat3(27e, -, 7)

如果这是从左到右连接的，则会产生27e- ## 7，这是两个pp数的串联。但-无法与7连接，因为（如上所述）-7不是单个令牌。

pp-number 究竟是什么？

一般而言， pp-number 是令牌的超集，可能会转换为（单个）数字文字或可能无效。该定义有意宽泛，部分是为了允许（某些）令牌连接，部分是为了使预处理器与数字格式的周期性变化隔离。精确定义可以在相应的标准中找到，但非正式地，令牌是 pp-number ，如果：

  • 以十进制数字或句点（.）开头，后跟十进制数字。
  • 令牌的其余部分是字母，数字和句点，如果前面带有指数符号，可能包括符号字符（+，-）。两种语言中的指数符号可以是E或e;自C99以来，C中还有P和p。
  • 在C ++中， pp-number 还可以包含（但不是以）开头的撇号，后跟字母或数字。
  • 注意：上面，letter包含下划线。此外，可以使用通用字符名称（除了在C ++中使用撇号之外）。

一旦预处理终止，所有 pp-numbers 将尽可能转换为数字文字。如果无法进行转换（因为令牌与任何数字文字的语法不对应），则程序无效。

答案 1 :(得分：0)

#define test(A) test_## A ## _THING
int test(0001) = 2;

这对LTR和RTL评估都是合法的，因为test_0001和0001_THING都是有效的预处理器令牌。前者是标识符，后者是pp号;在编译的后期阶段，不检查pp-number的后缀正确性;想想例如0001u无符号八进制文字。

一些示例表明评估的顺序 很重要：

#define paste2(a,b) a##b
#define paste(a,b) paste2(a,b)
#if defined(LTR)
#define paste3(a,b,c) paste(paste(a,b),c)
#elif defined(RTL)
#define paste3(a,b,c) paste(a,paste(b,c))
#else
#define paste3(a,b,c)  a##b##c
#endif
double a = paste3(1,.,e3), b = paste3(1e,+,3);  // OK LTR, invalid RTL

#define stringify2(x) #x
#define stringify(x) stringify2(x)
#define stringify_paste3(a,b,c) stringify(paste3(a,b,c))
char s[] = stringify_paste3(%:,%,:);            // invalid LTR, OK RTL

如果您的编译器使用一致的评估顺序（LTR或RTL）和在生成无效的pp-token时出现错误，那么这些行中只有一行会产生错误。当然，松散的编译器可以很好地允许两者，而严格的编译器可能都不允许。

第二个例子是相当做作的;由于语法的构造方式，很难找到在构建RTL时有效的pp-token，但在构建LTR时却没有。

在这方面，C和C ++之间没有显着差异;这两个标准具有相同的语言（直到节标题），描述了宏替换的过程。语言影响进程的唯一方法是在有效的预处理标记中：C ++（特别是最近）有更多形式的有效预处理标记，例如用户定义的字符串文字。

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