C预处理器可以执行算术运算吗？如果是这样，怎么样？

我目前正在为微控制器编写代码;由于ATMega128没有硬件乘法器或分频器，因此这些操作必须用软件完成，并且占用相当数量的周期。但是，为了代码的可移植性和易用性，我不希望将预先计算的值硬编码到我的代码中。因此，例如，我有许多依赖于系统时钟频率的任务。目前我运行在16MHz，但是我应该选择降低它，比如说为了降低电池应用的功耗，我想改变一行代码而不是很多。那么，C预处理器可以计算算术表达式，然后将结果“粘贴”到我的代码中，而不是将原始表达式“粘贴”到代码中？如果是这样，我将如何去做这件事？他们的编译器选项和我需要考虑的是什么？C预处理器可以执行算术运算吗？如果是这样，怎么样？

注：我想要计算的值是常数值，所以我没有理由认为这不是一个功能。

来源

2014-04-26 audiFanatic

如果表达式是常量，它们是不是被编译器优化掉了呢？ –

http://stackoverflow.com/a/1560385/995714 –

的副本嗯，有预处理器库，可能有一个给你，它主要取决于你定位的C语言版本，例如C99和上面有P99 http://p99.gforge.inria.fr/ – user2485710

它可以但不是必要的：除非您真的想生成以某种方式涉及数字的新标识符（例如func1,func2之类的东西），否则实际上并不需要涉及预处理器。

像1 + 2 * 3这样的表达式，其中所有元素都是编译时常量的整数值，将在编译时被单一结果替换（这或多或少被C标准要求，所以它不是“真正”的优化）。所以只需要#define常量，你需要命名一个可以从一个地方改变的值，确保表达式不涉及任何运行时变量，除非你的编译器有意让你的方式，你应该没有运行时操作担心。

来源

2014-04-26 04:17:26 Leushenko

好的，无论哪种方式，我的表达式将在编译时被单个常量替换（假设我的'＃define'中没有变量）？ – audiFanatic

为了以防万一，我会仔细检查装配。并非所有嵌入式C编译器都遵循C规范;有些偏离很大。 – nneonneo

@Leushenko在第二种情况下，甚至可以使用枚举而不是定义，这样程序更容易调试，而且根本不需要预处理器。 –

我使用gcc -E编译了包含以下行的文件。

#define MUL(A, B) ((A)*(B)) 

#define CONST_A 10 
#define CONST_B 20 

int foo() 
{ 
    return MUL(CONST_A, CONST_B); 
}

产量为：

# 1 "test-96.c" 
# 1 "<command-line>" 
# 1 "test-96.c" 





int foo() 
{ 
    return ((10)*(20)); 
}

这对你只是一个数据点。

来源

2014-04-26 04:23:56

正如它应该那样 - 预处理器的使用只是文本替换。尽管如此，编译器本身通常会在编译时用常量替换表达式。 –

这是一个问题：

Q1。 C预处理器可以执行算术吗？

这是另一种：

Q2。 C预处理器能否计算算术表达式，然后将结果“粘贴”到我的代码中，而不是将原始表达式“粘贴”到代码中？

Q1的答案是肯定的。 Q2的答案是否定的。这两个事实都可以用以下文件说明：以下文件：

foo。Ç

#define EXPR ((1 + 2) * 3) 
#if EXPR == 9 
int nine = EXPR; 
#else 
int not_nine = EXPR; 
#endif

如果我们经过了到C预处理器，或者通过cpp foo.c或等效gcc -E foo.c，我们看到输出像：

# 1 "foo.c" 
# 1 "<command-line>" 
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4 
# 30 "/usr/include/stdc-predef.h" 3 4 
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/predefs.h" 1 3 4 
# 31 "/usr/include/stdc-predef.h" 2 3 4 
# 1 "<command-line>" 2 
# 1 "foo.c" 


int nine = ((1 + 2) * 3);

预处理器保留限定int nine和线的事实已经删除了定义not_nine的行，表明它已正确执行评估#if EXPR == 9所需的算术。

的事实定义的预处理文本int nine = ((1 + 2) * 3); 告诉我们，#define指令导致预处理器，以取代 EXPR与其定义((1 + 2) * 3)和不与其定义，9的算术值。

C预处理器除#define之外是否还有其他指令，它具有第二个效果？第

但是，这并不当然意味着的int nine定义必须包括一个 运行时间计算，因为编译器将在编译时几乎肯定评价算术表达式((1 + 2) * 3)与不断更换9。

我们可以通过检查编译目标文件来了解编译器如何翻译源文件。大多数工具链将提供类似GNU binutils objdump的协助。如果我编译foo.c用gcc：

gcc -c -o foo.o foo.c

，然后调用：

objdump -s foo.o

看到foo.o的全部内容，我得到：

foo.o:  file format elf64-x86-64 

Contents of section .data: 
0000 09000000        ....    
Contents of section .comment: 
0000 00474343 3a202855 62756e74 752f4c69 .GCC: (Ubuntu/Li 
0010 6e61726f 20342e38 2e312d31 30756275 naro 4.8.1-10ubu 
0020 6e747539 2920342e 382e3100   ntu9) 4.8.1.

而且还有所希望的在.data部分硬编码为9。

注意预处理器的运算能力被限制整数算术

来源

2014-04-26 09:05:58

查看'-S' gcc选项，它可以生成汇编代码。你可能会觉得更容易解释。 – rici

为了记录，预处理器*是* [[完全能够用宏发射算术'9]]，但支持代码需要做的很荒唐。 – Leushenko

@Leushenko strewth！:) –

是的，你可以做使用预处理算法，但它需要大量的工作。阅读this page here，演示如何创建增量计数器和一个while循环。因此，与您可以创建另外：

#define ADD_PRED(x, y) y 
#define ADD_OP(x, y) INC(x), DEC(y) 
#define ADD(x, y) WHILE(ADD_PRED, ADD_OP, x, y) 

EVAL(ADD(1, 2)) // Expands to 3

所以重用ADD宏，那么你可以创建一个MUL宏是这样的：

#define MUL_PRED(r, x, y) y 
#define MUL_OP(r, x, y) ADD(r, x), x, DEC(y) 
#define MUL_FINAL(r, x, y) r 
#define MUL(x, y) MUL_FINAL(WHILE(MUL_PRED, MUL_OP, 0, x, y)) 

EVAL(MUL(2, 3)) // Expands to 6

司和减法可以建在一个类似的方式。

来源

2014-04-27 06:40:52

C预处理器可以执行算术运算吗？如果是这样，怎么样？

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