"Циклы" на препроцессоре

Evg · Регистрация: 30.03.2009

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Хотелось данную информацию включить в блог, но пока не понимаю, как это аккуратно сделать. А потому просто тему помещу на форум, а в блоге воткну ссылку

Недавно услышал от студентов, что на препроцессоре можно писать циклы. Понимание того, как работает препроцессор, говорит мне о том, что через препроцессор циклы создавать невозможно. Но на всякий случай полез искать в гугл. Оказалось, что речь идёт о boost'овом разделе boost/preprocessor/iteration. Наподобие этого: http://www.boost.org/doc/libs/... erate.html

В реальности никаких циклов на препроцессоре не строится. У boost'а в этом месте очень глубокие и разветвлённые кишки, но я продемонстрирую на коротком примере общий принцип построения этого раздела boost'а. После чего станет понятно, что в реальности никаких циклов нет, а то, что есть, имеет весьма жёсткие ограничения

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
/* Заголовочный файл myboost_iterate.h, иммитирующий boost'овый цикл */
 
#if 0 >= MYBOOST_LOOP_MIN && 0 <= MYBOOST_LOOP_MAX
MYBOOST_LOOP_BODY(0)
#endif
 
#if 1 >= MYBOOST_LOOP_MIN && 1 <= MYBOOST_LOOP_MAX
MYBOOST_LOOP_BODY(1)
#endif
 
#if 2 >= MYBOOST_LOOP_MIN && 2 <= MYBOOST_LOOP_MAX
MYBOOST_LOOP_BODY(2)
#endif
 
#if 3 >= MYBOOST_LOOP_MIN && 3 <= MYBOOST_LOOP_MAX
MYBOOST_LOOP_BODY(3)
#endif
 
#if 4 >= MYBOOST_LOOP_MIN && 4 <= MYBOOST_LOOP_MAX
MYBOOST_LOOP_BODY(4)
#endif
 
#if 5 >= MYBOOST_LOOP_MIN && 5 <= MYBOOST_LOOP_MAX
MYBOOST_LOOP_BODY(5)
#endif
 
#if 6 >= MYBOOST_LOOP_MIN && 6 <= MYBOOST_LOOP_MAX
MYBOOST_LOOP_BODY(6)
#endif
 
#if 7 >= MYBOOST_LOOP_MIN && 7 <= MYBOOST_LOOP_MAX
MYBOOST_LOOP_BODY(7)
#endif
 
#if 8 >= MYBOOST_LOOP_MIN && 8 <= MYBOOST_LOOP_MAX
MYBOOST_LOOP_BODY(8)
#endif
 
#if 9 >= MYBOOST_LOOP_MIN && 19<= MYBOOST_LOOP_MAX
MYBOOST_LOOP_BODY(9)
#endif
 
#if 10 >= MYBOOST_LOOP_MIN && 10 <= MYBOOST_LOOP_MAX
MYBOOST_LOOP_BODY(10)
#endif

Теперь в данном коде мы как будто бы имеем цикл от 4 до 8

C
1
2
3
4
5
#define MYBOOST_LOOP_MIN 4
#define MYBOOST_LOOP_MAX 8
#define MYBOOST_LOOP_BODY(n) \
  int a##n = n;
#include "myboost_iterate.h"

после препроцессора получим на выходе (пустые строки я выкинул, чтобы глаза не резало):

C
1
2
3
4
5
int a4 = 4;
int a5 = 5;
int a6 = 6;
int a7 = 7;
int a8 = 8;

В своём примере я ограничился допустимыми значениями "цикловой переменной" от 0 до 10. В той версии boost'а, в которой я ковырялся, этот диапазон был от 0 до 256. Т.е. имело место быть 257-кратное повторение похожих фрагментов, что и создаёт иллюзию циклов

@dr.curse · 13.06.2013, 16:59

Evg, интересно а где вообще могут такие "циклы" пригодится?

Evg · 13.06.2013, 17:01 **[ТС]**

Временами бывает, что исходник содержит текст, который было бы удобнее сгенерировать, т.к. текст однообразный и похожий. Типа тех переменных с именами a4 - a8, которые в примере

@Kastaneda · 13.06.2013, 20:07

Не по теме:

Я как-то пытался "всеми правдами и не правдами" реализовать цикл на препроцессоре, и где-то на форуме эта тема уже вскольз затрагивалась. Идея реализовать сие чудо радилась после ознакомления с nasm'ом, где очень мощный препроцессор.

Сообщение от aram_gyumri

интересно а где вообще могут такие "циклы" пригодится?

Пример, вот этот код (nasm)

Assembler
1
2
3
4
5
%assign i 1
%rep 10
print i ; допустим print некий макрос
%assign i i+1
%endrep

после препроцессора развернется в

Assembler
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
print 1
print 2
print 3
print 4
print 5
print 6
print 7
print 8
print 9
print 10

C++
1
2
3
4
5
#define MYBOOST_LOOP_MIN 4
#define MYBOOST_LOOP_MAX 8
#define MYBOOST_LOOP_BODY(n) \
  int a##n = n;
#include "myboost_iterate.h"

вот нечто похожее я и делал (т.е. через инклюды), но на верхний код из первого поста (где много строк) уже ума не хватило. Точнее просто не думал о том, чтобы писать так много строк, при этом количество "итераций" все равно будет ограничено.

@Dmitriy_M · 13.06.2013, 23:17

Сообщение от Evg

Недавно услышал от студентов, что на препроцессоре можно писать циклы.

Можно имелось ввиду метапрограммирование?
Вроде как определение цикла довольно гибкое, и не отрицает кодогенерации.

Evg · 14.06.2013, 11:17 **[ТС]**

Сообщение от Dmitriy_M

Можно имелось ввиду метапрограммирование?
Вроде как определение цикла довольно гибкое, и не отрицает кодогенерации.

Имелось в виду, что препроцессор можно запрограммировать на то, чтобы он генерировал текст в цикле

@SatanaXIII · 17.06.2013, 13:42

~~Все равно что отдать обезьяний труд умной обезьяне.~~ Это очень здорово, что есть такая возможность эмуляции циклов в препроцессоре. Но не лучше ли, если требуется написать

Сообщение от Evg

текст однообразный и похожий

то еще немного подумать и написать его в виде какой-нибудь функции? Или можно тогда поглядеть маленький худенький пример с не только созданием и еще и обращением к этим переменным?

Evg · 17.06.2013, 14:54 **[ТС]**

Сообщение от SatanaXIII

Или можно тогда поглядеть маленький худенький пример с не только созданием и еще и обращением к этим переменным?

Циклы включили в поставку boost'а. Я практически не программирую на Си++, а потому затрудняюсь тебе привести пример. Если ты на самом деле хочешь его увидеть, то, пройдя по ссылке из первого поста, выудив имя препроцессорного макроса и вбив его в гугл, скорее всего найдёшь в том числе и живые примеры. Сильно подозреваю, что все они вертятся вокруг шаблонов или специализаций шаблонов. В исходниках на Си я подобного ни разу не встречал

~~Если ты что-то не понимаешь, то это вовсе не означает, что кругом одни идиоты~~

Добавлено через 3 минуты
Почему именно вокруг шаблонов? Подозреваю, что это в довесок к:
https://www.cyberforum.ru/cpp-... 19864.html
https://www.cyberforum.ru/cpp-... 23714.html

@Dmitriy_M · 17.06.2013, 15:20

Интересный пример с хабра: Возможности оптимизации в языках C и C++

Evg · 18.06.2013, 13:10 **[ТС]**

Сообщение от Dmitriy_M

Интересный пример с хабра: Возможности оптимизации в языках C и C++

Пример сам по себе очень полезен. Правда автор немного перемудрил и текст получился сложным для начинающих. И на фоне сложности всего текста очень сложно углядеть важную мысль - весь этот геморрой с шаблонами затеивается исключительно ради того, чтобы в коде, полученном после инстанциации шаблонов, было как можно больше сравнений с константами и, соответственно, у компилятора появляется больше возможностей для оптимизаций

К сожалению, конкретно данный пример плохо демонстрирует необходимость создания препроцессорных циклов. А начинающим всегда важно понимать, ради чего затеивается геморрой

@rrrFer · 19.06.2013, 10:24

только один раз мне пригодились подобные пляски с препроцессором. МБ кому-нибудь будет интересно, я тогда нашел статью на опеннет: http://www.opennet.ru/docs/RUS/cpp/cpp-5.html
там есть раздел про рекурсивные макросы, в тот момент очень хотелось чтобы оно заработало, но:

Стандарт ANSI C не рассатривает рекурсивный вызов макроса как вызов. Он поступает на вывод препроцессора без изменений.

В тот раз все решилось перепилом проекта до того состояния, чтобы вот этого не было:

Сообщение от Evg

Временами бывает, что исходник содержит текст, который было бы удобнее сгенерировать, т.к. текст однообразный и похожий

Ну т.е. я знаю что так бывает, но я думаю это не хорошо, с программой что-то не то.

Поддерживать это безобразие неудобно (даже если макрос хороший и отлаживать его уже ненадо), я думаю вы согласитесь.

Evg · 19.06.2013, 11:53 **[ТС]**

Среди реального использования вспомнился такой случай. Деталей не помню, описываю примерно суть. Программировался эмулятор процессора. Речь шла о системном регистре. В 64-битном регистре кодировались 16 групп по 4 бита. Все группы были симметричны. Между битами было какое-то хитрое соответствие, что аппаратный сигнал взводит бит "A" только в том случае, если взведён бит "B" и погашен бит "C".

C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
union Reg_t
{
  uint64_t whole_reg;
  struct
  {
    unisgned a0:1;
    unisgned b0:1;
    unisgned c0:1;
    unisgned d0:1;
 
    unisgned a1:1;
    unisgned b1:1;
    unisgned c1:1;
    unisgned d1:1;
 
    ...
 
    unisgned a15:1;
    unisgned b15:1;
    unisgned c15:1;
    unisgned d15:1;
 
  } fields;
};
 
...
 
Reg_t reg;
unsigned signal;
 
switch (signal)
{
  case 0:
    if (reg.fields.b0 && !reg.fields.c0)
      reg.fields.a0 = 1;
    break;
 
  case 1:
    if (reg.fields.b1 && !reg.fields.c1)
      reg.fields.a1 = 1;
    break;
 
  ...
 
  case 15:
    if (reg.fields.b15 && !reg.fields.c15)
      reg.fields.a15 = 1;
    break;
}
 
...

Здесь именно тот случай, когда вместо массива из 16 элементов, образ регистра желательно держать в структуре с 16-кратным повторением имён полей, потому что это наиболее точно соответствует устройству реального железа, которое эмулируется

@JohnyWalker · 15.08.2017, 03:14

Evg, спасибо за интересный пример с препроцессором. Суть его ясна. А можно узнать, для какой процессорной архитектуры ты или твоя группа писала эмулятор (я имею в виду пост #12)?

@icpu · 15.08.2017, 07:38

Не по теме:

mik-a-el, что-то пошло не так...

Кликните здесь для просмотра всего текста

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
делаю науч статью по влиянию грибов на сукцессию anaschu 13.03.2026 прикрепляю статью	SDL3 для Desktop (MinGW): Создаём пустое окно с нуля для 2D-графики на SDL3, Си и C++ 8Observer8 10.03.2026 Содержание блога Финальные проекты на Си и на C++: hello-sdl3-c. zip hello-sdl3-cpp. zip Результат:	Установка CMake и MinGW 13.1 для сборки С и C++ приложений из консоли и из Qt Creator в EXE 8Observer8 10.03.2026 Содержание блога MinGW - это коллекция инструментов для сборки приложений в EXE. CMake - это система сборки приложений. Здесь описаны базовые шаги для старта программирования с помощью CMake и. . .	Как дизайн сайта влияет на конверсию: 7 решений, которые реально повышают заявки Neotwalker 08.03.2026 Многие до сих пор воспринимают дизайн сайта как “красивую оболочку”. На практике всё иначе: дизайн напрямую влияет на то, оставит человек заявку или уйдёт через несколько секунд. Даже если у вас. . .
Модульная разработка через nuget packages DevAlt 07.03.2026 Сложившийся в . Net-среде способ разработки чаще всего предполагает монорепозиторий в котором находятся все исходники. При создании нового решения, мы просто добавляем нужные проекты и имеем. . .	Модульный подход на примере F# DevAlt 06.03.2026 В блоге дяди Боба наткнулся на такое определение: В этой книге («Подход, основанный на вариантах использования») Ивар утверждает, что архитектура программного обеспечения — это структуры,. . .	Управление камерой с помощью скрипта OrbitControls.js на Three.js: Вращение, зум и панорамирование 8Observer8 05.03.2026 Содержание блога Финальная демка в браузере работает на Desktop и мобильных браузерах. Итоговый код: orbit-controls-threejs-js. zip. Сканируйте QR-код на мобильном. Вращайте камеру одним пальцем,. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Синхронизация спрайтов SDL3 и тел Box2D 8Observer8 04.03.2026 Содержание блога Финальная демка в браузере. Итоговый код: finish-sync-physics-sprites-sdl3-c. zip На первой гифке отладочные линии отключены, а на второй включены:. . .

@dr.curse 404 / 360 / 36 Регистрация: 11.10.2010 Сообщений: 1,907
	13.06.2013, 16:59
	Evg, интересно а где вообще могут такие "циклы" пригодится? 0

Evg 21281 / 8305 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,660 Записей в блоге: 30
	13.06.2013, 17:01 [ТС]
	Временами бывает, что исходник содержит текст, который было бы удобнее сгенерировать, т.к. текст однообразный и похожий. Типа тех переменных с именами a4 - a8, которые в примере 1

@Dmitriy_M 1443 / 1326 / 131 Регистрация: 20.03.2009 Сообщений: 4,689 Записей в блоге: 11
	17.06.2013, 15:20
	Интересный пример с хабра: Возможности оптимизации в языках C и C++ 0

@JohnyWalker 200 / 87 / 9 Регистрация: 15.11.2010 Сообщений: 472
	15.08.2017, 03:14
	Evg, спасибо за интересный пример с препроцессором. Суть его ясна. А можно узнать, для какой процессорной архитектуры ты или твоя группа писала эмулятор (я имею в виду пост #12)? 0

@icpu
	15.08.2017, 07:38
	Не по теме: mik-a-el, что-то пошло не так... Кликните здесь для просмотра всего текста 1