浅析C++预处理命令
1. 概述预处理命令就是我们程序开头以#字符开头的命令。为什么叫预处理命令?因为这些命令是在编译时的第一步就执行了的,不会转为汇编码。 编译器编译代码的步骤:
使用 绝大部分预处理命令在OI里用处不大,但也有功能强大的预处理命令。
#define pi 3.14159 26535 //This is an example 这样就把下一行内容上移了。 洛谷的编辑器不会这么显示,但本地编辑器上你能发现下一行也变成了注释或预处理样式。 常见的预处理命令如下: #include 包含头文件 #ifdef 或 #if defined 如果定义了一个宏,就执行操作 #ifndef 或 #if !defined 如果没有定义一个宏,就指执行操作 #define 定义一个宏 #undef 删除一个宏 #pragma 自定义编译器选项,指示编译器完成一些事 这里介绍3个最常用的预处理命令: 2. #include这是最常见的文件包含命令。 无论你再厉害,什么东西可以手写,也需要 命令本质是把指定的文件中的函数,变量,宏等全部导入,可以理解成把那个文件全部内容复制粘贴到你的代码里了。 不过,如果是单纯的粘贴,#include两遍应该会有重复定义CE才对。但是标准库使用宏定义避免了这一点(参见后文)。自己写头文件时也要注意。 Question 0: #include必须接尖括号吗?事实上, 区别在于引号会优先在要编译的文件中找,没找到才会调用标准库里的文件。 当然对于OIer来讲, 在自己用C++开发小游戏时,为了便于管理,可以像标准库一样把用途相似的函数单独用一个文件保存。在需要时就将其包含,此时就需要用到引号了。 Question 1: 为什么引用标准库的头文件时不加.h?在C语言中其实是要加的,只能写 C++里把这些文件的后缀名去掉并在前面加了一个c比如 但是这些传统的库你如果使用老写法,仍然是可以过编译的,只是不规范。 但是对于C++的新内容(比如 有人试了,会说 Question 2: 万能头文件真的万能吗?现在的NOI)(P已经支持万能头文件 (注意是正斜杠不是反斜杠,写错了有可能CE) 事实上他包含的东西你是不可能记完的,但是您能用到的东西里面绝对都有。
虽然说不上万能,OI里的确完全够用了。 辟谣!!!万能头文件并不会减慢程序运行速度,内存上的增加几乎可以忽略。在编译时main里没有用到的东西就会被优化掉。
Question 3: 为什么我看到别人有在程序中途包含文件的神奇操作?之前说过 void func() { #include "test.h" mmm();//可以使用test.h里的函数 } int main() { func(); mmm()//CE。不能使用test.h里的函数。 } 但是OI里不能这么用,因为标准库还涉及到命名空间的问题。 Quetion 4: 自己写的头文件到底是怎么用的?按照标准的话, 不过为了节省工作量,我们可以在 使用万能头文件不要用的变量名: 包括很多常见单词最好都不用,有些Windows可以,但是评测时会CE。 3. #define命令#define 叫做宏定义,用于代码中的字符串替换。是最有用的预处理指令 1. 不带参数的宏#define MAX 10000 if (9874 > MAX) return 0; 上述代码定义宏MAX,这句以后的"MAX"就代表10000。if中的式子为false。 该方法可用于替代const定义常量,而且只做了代码替换,运行时不占用空间。也可以用于简化标准库里名字超长的函数。 另外如果这个常量需要多次进行运算(比如模数),据说写成const是更快的,经过个人不完全测试的确是这样的,但是效率差别很小,所以也不必过多在意,还是看自己更喜欢哪种写法。 注意: 1. #define不会替换字符串和注释中的宏(废话) 2. 替换宏时需要完全匹配,如定义宏“super”后,“supermarket”不会被部分替换。 2. 带参数的宏事实上,宏跟函数一样,可以带有参数。 例:用圆的半径求其周长和面积。 #define pi 3.14159 #define AREA(i) i*i*pi double d; int main() { cin >> d; cout << AREA(d)<< endl ; return 0; } 我们把宏写成AREA这种像函数的形式,之后出现AREA(i)时, 由于只做字符串替换,所以#define不仅可以定义常量,还可以定义表达式,函数,甚至代码段。 #define sum(a,b,c) (a)+(b)+(c) #define max(a,b) (a>b)?(a):(b) #define fors(a,b) for(int i=(a);i<=(b);i++) 利用宏定义可以使代码更加简洁易懂,同时用#define定义max等函数。速度快于函数,但也没快多少。 注意: 命令#define命令后第一个单词为宏,其余为宏体。 #define int long long #define abc def ghi jkl #define register 在第一句中,第一个int为替换体,即以后int代表long long。 在第二句中,只有abc作为宏体,之后的abc被替换为def ghi jkl,反斜杠只有换行作用。 在第三句中,程序里所有的 特例(不是完全字符串替换,感谢@Black_white_Tony dalao): 我们都知道 #define pii pair<int,int> vector <pii> a; 却可以正常通过编译,这是因为如果define中的最后一个字符和后面第一个字符能构成新运算符时,就会自动加上空格。大家可以用 两个运算符构成新运算符加空格: 这个特例也许就是为了STL套STL的问题设计的吧。 注: 3. 宏的高级应用
#define a(x) p##x #define b(x) #x int p1 = 3,p2 = 4; int main() { printf("%d %dn",a(1),a(2)); puts(b(qwqwq)); } //Output: //3 4 //qwqwq 这个比较常见的就是用来缩写 #define F(i,a,b) for(int i=(a),end##i=(b); i<=end##i; i++)
在标准库中,每包含一个头文件,这个头文件里就会define一个表示这个文件已被包含的宏,如果这个文件第二次被包含, 有些宏是在不同编译环境里就定义好的,利用这些就可以做些趣事。 #ifndef ONLINE_JUDGE freopen("testdata.in","r",stdin); freopen("testdata.out","w",stdout); #endif //很多OJ(包括洛谷)都有这个宏 或者也可以在开头定义一个debug宏,把调试输出的语句用 其他预定义的宏:(摘自cppreference) __cplusplus //C++版本号 __FILE__ //文件名 __DATE__ //编译日期 __TIME__ //编译时间 __LINE__ //这一行的行号 4. 宏的撤销能定义的宏就能取消,使用#undef直接接宏名就可以撤销宏(包括预定义的)。 #define sum(a,b) a+b #define e 2.718 int a=sum(9,6); double b=e*3; #undef sum(a,b) #undef e #undef __cplusplus 5. 宏的缺点宏虽然方便易用,但也有许多缺点。 I. 改变运算优先级#define DEF 2+3 int a = DEF+5; int b = DEF*7; DEF以2+3的形式直接带入,没有转化为5 在A的定义中,a将被解释为“2+3+5”,其值为10. 但B将被解释为“2+3*7”,乘法先算,值为23,不是我们希望的35. 解决方法就是在参数左右加上括号 II. 没有固定的数据类型#define MAX 1e6 int a[MAX]; 此时会CE。因为1e6是一个double类型,数组大小只能用int,由于MAX是文本替换导致这里并不会转换类型。 这是可以在前面加上(int),或者使用const定义常量。 4. #pragma在我们寻找一道题最优解的时候,最快的人(如果没打表)往往会有几十行的#pragma来卡常。那么这个命令有什么用?卡常的原理是什么呢?
部分内容摘自百度百科。 1. #pragma once添加在头文件的开头,可以告诉编译器这个文件最多编译一次,也可以用于防止重复包含头文件。比前文 2. #pragma message()让编译器输出括号里的字符串,配合 3. #pragma comment()本身用于链接文件,OI里可以用来手动扩栈(但是不一定有用)
4. #pragma GCC target()这个找遍全网也没有准确定义,大概就是将括号里的东西识别为指令。指令的速度比函数更快,借此加速。
另外,如果你想使用指令集,也可以使用这条指令把指令集括上。
5. #pragma pack() & pop()用于对齐结构体 //#pragma pack(4) struct Node { int a; long long b; }x; 本来一个结构体的每个变量都会与最大的那个对齐,比如例子中int就与long long对齐了,字节数也为8。所以 但是如果有了那句#pragma,每个变量就会与4对齐,所以int字节数为4,long long由于本来就大于4就被忽略, 但是对齐其实效率更高,所以x大一点好。 pop()可以用来取消pack()指令 6. #pragma GCC optimize()将括号里的字符串带入编译参数,相当于可以自定义编译参数。 如果输入数字的话就会进行O1/O2/O3优化。用这个命令可以开启编译器自带的优化。 但是只能是编译优化方面的参数,比如 最后附赠网络上广泛流传的40行优化: #pragma GCC target("sse,sse4.2,popcnt,abm,mmx,avx") #pragma comment(linker,"/STACK:102400000,102400000") #pragma GCC optimize("Ofast") #pragma GCC optimize("inline") #pragma GCC optimize("-fgcse") #pragma GCC optimize("-fgcse-lm") #pragma GCC optimize("-fipa-sra") #pragma GCC optimize("-ftree-pre") #pragma GCC optimize("-ftree-vrp") #pragma GCC optimize("-fpeephole2") #pragma GCC optimize("-ffast-math") #pragma GCC optimize("-fsched-spec") #pragma GCC optimize("unroll-loops") #pragma GCC optimize("-falign-jumps") #pragma GCC optimize("-falign-loops") #pragma GCC optimize("-falign-labels") #pragma GCC optimize("-fdevirtualize") #pragma GCC optimize("-fcaller-saves") #pragma GCC optimize("-fcrossjumping") #pragma GCC optimize("-fthread-jumps") #pragma GCC optimize("-funroll-loops") #pragma GCC optimize("-fwhole-program") #pragma GCC optimize("-freorder-blocks") #pragma GCC optimize("-fschedule-insns") #pragma GCC optimize("inline-functions") #pragma GCC optimize("-ftree-tail-merge") #pragma GCC optimize("-fschedule-insns2") #pragma GCC optimize("-fstrict-aliasing") #pragma GCC optimize("-fstrict-overflow") #pragma GCC optimize("-falign-functions") #pragma GCC optimize("-fcse-skip-blocks") #pragma GCC optimize("-fcse-follow-jumps") #pragma GCC optimize("-fsched-interblock") #pragma GCC optimize("-fpartial-inlining") #pragma GCC optimize("no-stack-protector") #pragma GCC optimize("-freorder-functions") #pragma GCC optimize("-findirect-inlining") #pragma GCC optimize("-fhoist-adjacent-loads") #pragma GCC optimize("-frerun-cse-after-loop") #pragma GCC optimize("inline-small-functions") #pragma GCC optimize("-finline-small-functions") #pragma GCC optimize("-ftree-switch-conversion") #pragma GCC optimize("-foptimize-sibling-calls") #pragma GCC optimize("-fexpensive-optimizations") #pragma GCC optimize("-funsafe-loop-optimizations") #pragma GCC optimize("inline-functions-called-once") #pragma GCC optimize("-fdelete-null-pointer-checks") 注意:
5. Others还有一些命令,这里花上几行介绍一下。 #error //在这一行显示一个CE信息,并中断编译 #warning //在这一行显示警告信息 #line //指定下一行的行号 #if //如果满足则执行,后面应接布尔表达式,以#endif结尾 #elif //#if语句的分支 完结撒花,感谢陪伴 (编辑:李大同) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |