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关于c:C进阶24pragma分析

jiezi

Summary

1）#pragma 用于 批示编译器 实现一些特定的动作；#pragma 所定义的 很多批示字是编译器特有的 ，所以在不同的编译器间是 不可移植 的

  • 预处理器 将疏忽 它不意识的 #pragma 指令
  • 不同的编译器可能以不同的形式解释同一条 #pragma 指令
  • 个别用法：#pragma parameter，不同的 parameter 参数语法和意义各不相同。

2）#pragma message在编译时输入信息到编译输入窗口；和 #error、#warning 不同，#pragma message 仅仅示意一条提示信息，不代表谬误。（vc、bcc 和 gcc 三款编译器行为不同）

3）#pragma once用于 保障头文件只被编译一次 ；#pragma once 是编译器相干 的，不肯定被反对。（vc 和 gcc 反对，bcc 不反对）

4）#ifndef...#define...#endif也能够用来避免头文件被反复蕴含，和 #pragma once 有何不同？

  • #ifndef形式是 C 语言反对 的，用在各个编译器都能够；如果一个 .h 被 include 了 n 次， 预编译器就会判断 n 次 这个头文件是否曾经蕴含了。
  • #pragma once形式是 编译器相干 的，不肯定所有编译器都反对；预编译器只会解决一次，前面不再判断。

5）什么是内存对齐？

  • 不同类型的数据在内存中依照肯定的规定排列 ， 不肯定是程序的 一个接一个的排列

6）为什么须要内存对齐？

  • CPU 对内存的读取不是间断的，而是 分成块读取 的，块的大小只能是 2 的幂，1、2、4、8… 字节
  • 当读取操作的数据未对齐，则须要两次 总线周期 来拜访内存，因而 性能 会大打折扣
  • 某些硬件平台只能从规定的绝对地址处读取特定类型的数据，否则会产生硬件异样

7）编译器默认的对齐形式为 4 字节对齐, #pragma pack(n) 能够调整编译器的默认对齐形式（vc 和 bcc 编译器反对 8 字节对齐，然而 gcc 不反对）

8）内存对齐的规定：

·#pragma 剖析

#pragma 用于 批示编译器 实现一些特定的动作；
#pragma 所定义的很多批示字是编译器特有的，所以在不同的编译器间是 不可移植 的

  • 预处理器 将疏忽 它不意识的 #pragma 指令
  • 不同的编译器可能以不同的形式解释同一条 #pragma 指令
  • 个别用法：#pragma parameter，不同的 parameter 参数语法和意义各不相同。

1、#pragma message

  • message 参数在大多数的编译器中都有类似的实现
  • message 参数在编译时输入音讯到编译输入窗口中

  • message 用于条件编译中可提醒代码的版本信息

    #include <stdio.h>

#if defined(ANDROID20)
  #pragma message("Compile Android SDK 2.0...")
  #define VERSION "ANDROID 2.0"

#elif defined(ANDROID30)
  #pragma message("Compile Android SDK 3.0...")
  #define VERSION "Android 3.0"

#elif defined(ANDROID40)
  #pragma message("Compile Android SDK 4.0...")
  #define VERSION "Amdroid 4.0"

#else 
  #error Compile version is not provided!
 
#endif

int main()
{printf("%s\n", VERSION);

  return 0;
}
    不同编译器的编译后果：bcc 编译器：bcc32 -DANDROID30 test.c
  编译输入：Compile Android SDK 3.0...

  vc 编译器：cl -DANDROID30 test.c
  编译输入：Compile Android SDK 3.0...

  gcc 编译器：gcc -DANDROID30 test.c
  编译输入：note: #pragma message: Compile Android SDK 4.0...

三款编译器的输入阐明：#pragma message 会输入提示信息，然而行为类似，可能具体实现不同
    单步编译的两头文件: gcc -DANDROID30 -E test.c -o test.i
# 12 "test.c"
#pragma message("Compile Android SDK 3.0...")
# 12 "test.c"
# 20 "test.c"
int main()
{printf("%s\n", "Android 3.0");

  return 0;
}

    留神：和 #error、#warning 不同，#pragma message仅仅代表一条编译信息，不代表程序谬误。

2、#pragmae once

  • #pragma once用于 保障头文件只被编译一次
  • #pragma once是 编译器相干 的，不肯定被反对

#ifndef...#define...#endif也能够用来避免头文件被反复蕴含，和 #pragma once 有何不同？

  • #ifndef形式是 C 语言反对 的，用在各个编译器都能够；如果一个 .h 被 include 了 n 次， 预编译器就会判断 n 次 这个头文件是否曾经蕴含了。

  • #pragma once形式是 编译器相干 的，不肯定所有编译器都反对；预编译器只会解决一次，前面不再判断。

    // test.h
#pragma once
int aa = 1;

// test.c
#include <stdio.h>
#include "test.h"
#include "test.h"

int main()
{return 0;}
    不同编译器的编译后果：bcc 编译器：bcc32 test.c
  编译输入：Variable 'aa' is initialized more than once

  vc 编译器：cl test.c
  编译输入：胜利

  gcc 编译器：gcc test.c
  编译输入：胜利

剖析：#pragma once 预处理批示字，vc 和 gcc 都能够辨认，然而 bcc 就无奈辨认，间接疏忽了，而后 aa 就会被定义 2 次，造成编译谬误

因为 #ifndef 会被判断 n 次，然而#pragma once 又不是所有编译器都反对的，为了 提高效率 ，能够这两种形式 同时应用:

#ifndef _TEST_H_
#define _TEST_H_

#pragma once

// code

#endif

3、#pragma pack 和内存对齐

3.1 什么是内存对齐？

  • 不同类型的数据在内存中依照肯定的规定排列 ， 不肯定是程序的 一个接一个的排列

3.2 为什么须要内存对齐？

  • CPU 对内存的读取不是间断的，而是 分成块读取 的，块的大小只能是 2 的幂，1、2、4、8… 字节
  • 当读取操作的数据未对齐，则须要两次 总线周期 来拜访内存，因而 性能 会大打折扣
  • 某些硬件平台只能从规定的绝对地址处读取特定类型的数据，否则会产生硬件异样

3.3 #pragma pack

编译器默认的对齐形式为 4 字节对齐
#pragama pack 能够调整编译器的默认对齐形式

  • #include <stdio.h>

#pragma pack(1)
struct Test1
{
  char c1;
  short s;
  char c2;
  int i;
};
#pragma pack()

#pragma pack(1)
struct Test2
{
  char c1;
  char c2;
  short s;
  int i;
};
#pragma pack()

int main()
{printf("sizeof(Test1) = %d\n", sizeof(struct Test1));
  
  printf("sizeof(Test2) = %d\n", sizeof(struct Test2));   
  
  return 0;
}

    雷同的两个 struct，在调整了内存对齐形式后，Test1 占用的内存大小产生了变动。

3.3 struct 内存对齐的规定：

  • 第一个成员起始于 0 偏移处

  • 每个成员依照 对齐参数 进行对齐（类型大小 和pack 参数 中较 小的 一个）

    • 偏移地址 必须能被 对齐参数 整除（上一个成员的 offset+size 地位，偏移地址 / 对齐参数 == 0）
    • 构造体类型成员 的类型大小 取其外部长度最大的数据 成员作为其大小
  • struct 的总长度必须为 所有对齐参数的整数倍
#include <stdio.h>

#pragma pack(8)
struct Test1
{
    short a;
    long b;
};

struct Test2
{
    char c;
    struct Test1 st;
    double d;
};
#pragma pack()

int main()
{printf("sizeof(Test1) = %d\n", sizeof(struct Test1));
    
    printf("sizeof(Test2) = %d\n", sizeof(struct Test2));   
    
    return 0;
}
不同编译器下的输入：vc:8 和 24
gcc:8 和 20
bcc:8 和 24

剖析：vc 和 bcc 的输入后果合乎咱们的算法，为什么 gcc 不一样的后果呢？
答案：#pragma定义的 很多编译器批示字是特有的 ，不同编译器间 不可移植 。gcc 编译器不反对 8 字节对齐，所以 gcc 编译器看到 ’#pragma pack(8)’ 就间接删掉、疏忽了， 依然依照 4 字节对齐，失去后果为 20：

struct Test2
{                            pack    offset     memberSize
    char c;                    1        0        1
    struct Test1 st;           4        4        8
    double d;                  4        12       8
}                                                    总大小：20

本文总结自“狄泰软件学院”唐佐林老师《C 语言进阶课程》。
如有错漏之处，恳请斧正。

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