Препроцессор

В информатике — препроцессор (или прекомпилятор ). ^[1]это программа , которая обрабатывает входные данные для получения выходных данных, которые используются в качестве входных данных в другой программе. Выходные данные называются предварительно обработанной формой входных данных, которая часто используется некоторыми последующими программами, такими как компиляторы . Объем и вид выполняемой обработки зависят от характера препроцессора; некоторые препроцессоры способны выполнять лишь относительно простые текстовые замены и расширения макросов , в то время как другие обладают возможностями полноценных языков программирования .

Типичным примером компьютерного программирования является обработка исходного кода перед следующим этапом компиляции. В некоторых компьютерных языках (например, C и PL/I ) существует этап перевода , известный как предварительная обработка . Он также может включать обработку макросов, включение файлов и языковые расширения.

Лексические препроцессоры [ править ]

Лексические препроцессоры являются препроцессорами самого низкого уровня, поскольку они требуют только лексического анализа , то есть они работают с исходным текстом перед любым синтаксическим анализом , выполняя простую замену токенизированных последовательностей символов на другие токенизированные последовательности символов в соответствии с заданными пользователем. правила. Обычно они выполняют макроподстановку , текстовое включение других файлов и условную компиляцию или включение.

Препроцессор C [ править ]

Наиболее распространенным примером этого является препроцессор C , который принимает строки, начинающиеся с '#', в качестве директив . Препроцессор C не ожидает, что его входные данные будут использовать синтаксис языка C. Некоторые языки используют другой подход и используют встроенные функции языка для достижения аналогичных целей. Например:

Вместо макросов некоторые языки используют агрессивную встраивание и шаблоны.
Вместо включений в некоторых языках используется импорт во время компиляции, основанный на информации о типе в объектном коде.
Некоторые языки используют if-then-else и устранение мертвого кода для достижения условной компиляции .

Другие лексические препроцессоры [ править ]

общего назначения Другие лексические препроцессоры включают m4 , наиболее часто используемый в кроссплатформенных системах сборки, таких как autoconf , и GEMA , макропроцессор с открытым исходным кодом, который работает с шаблонами контекста.

Синтаксические препроцессоры [ править ]

Синтаксические препроцессоры были представлены в Lisp семействе языков . Их роль заключается в преобразовании синтаксических деревьев в соответствии с рядом определяемых пользователем правил. Для некоторых языков программирования правила написаны на том же языке, что и программа (отражение во время компиляции). Это относится к Lisp и OCaml . Некоторые другие языки полагаются на полностью внешний язык для определения преобразований, например препроцессор XSLT для XML или его статически типизированный аналог CDuce .

Синтаксические препроцессоры обычно используются для настройки синтаксиса языка, расширения языка путем добавления новых примитивов или встраивания предметно-ориентированного языка программирования (DSL) в язык общего назначения.

Настройка синтаксиса [ править ]

Хорошим примером настройки синтаксиса является существование двух разных синтаксисов в языке программирования Objective Caml . ^[2] Программы могут быть написаны как с «обычным синтаксисом», так и с «пересмотренным синтаксисом», и по запросу могут быть красиво напечатаны с использованием любого из синтаксисов.

Аналогичным образом, ряд программ, написанных на OCaml, настраивают синтаксис языка путем добавления новых операторов.

Расширение языка [ править ]

Лучшие примеры расширения языка с помощью макросов можно найти в Лисп семействе языков . Хотя языки сами по себе представляют собой простые динамически типизированные функциональные ядра, стандартные дистрибутивы Scheme или Common Lisp допускают императивное или объектно-ориентированное программирование, а также статическую типизацию. Почти все эти функции реализуются посредством синтаксической предварительной обработки, хотя следует отметить, что фаза компиляции «расширения макроса» обрабатывается компилятором в Lisp. Это по-прежнему можно считать формой предварительной обработки, поскольку она происходит перед другими этапами компиляции.

Специализация языка [ править ]

Одной из необычных особенностей семейства языков Lisp является возможность использования макросов для создания внутреннего DSL. Как правило, в большом проекте, основанном на Lisp , модуль может быть написан на множестве таких мини-языков : один, возможно, использует , основанный на SQL диалект Lisp , другой написан на диалекте, специализированном для графических интерфейсов или красивой печати, и т. д. Common Lisp Стандартная библиотека содержит пример этого уровня синтаксической абстракции в виде макроса LOOP, который реализует мини-язык типа Algol для описания сложных итераций, в то же время позволяя использовать стандартные операторы Lisp.

Препроцессор/язык MetaOCaml предоставляет аналогичные функции для внешних DSL. Этот препроцессор берет описание семантики языка (т. е. интерпретатора) и, комбинируя интерпретацию во время компиляции и генерацию кода, превращает это определение в компилятор языка программирования OCaml , а из этого языка либо в байт-код, либо в родной код.

Препроцессор общего назначения [ править ]

Большинство препроцессоров предназначены для конкретной задачи обработки данных (например, компиляции языка C). Препроцессор может рекламироваться как универсальный , что означает, что он не предназначен для конкретного использования или языка программирования и предназначен для использования для широкого спектра задач обработки текста.

M4, вероятно, является наиболее известным примером такого препроцессора общего назначения, хотя препроцессор C иногда используется в роли, не специфичной для C. Примеры:

использование препроцессора C для предварительной обработки JavaScript . ^[3]^[4]
использование препроцессора C для обработки дерева устройств в ядре Linux . ^[5]
использование препроцессора M4 (см. пример в статье) или C ^[6] в качестве шаблонизатора для генерации HTML .
imake — интерфейс make , использующий препроцессор C, написанный для системы X Window , но теперь устаревший в пользу automake .
grompp — препроцессор для входных файлов моделирования для GROMACS (быстрый, бесплатный код с открытым исходным кодом для решения некоторых задач вычислительной химии ), который вызывает препроцессор системы C (или другой препроцессор, определенный входным файлом моделирования) для анализа топологии, используя в основном механизмы #define и #include для определения эффективной топологии во время выполнения grompp.

См. также [ править ]

Директива (программирование) — языковая конструкция, определяющая, как компилятор должен обрабатывать вводимые данные.
Metaprogramming – Programming paradigm
Макросы – правило замены заданного входа заданным выходом.
Компилятор исходного кода , также известный как Transpiler — переводчик компьютерного исходного кода.
Sass (язык таблиц стилей) —
Stylus (язык таблицы стилей) — язык препроцессора таблицы стилей.
Меньше (язык таблицы стилей) — динамический язык таблицы стилей.
Фрагмент (программирование) — небольшая область повторно используемого исходного кода, машинного кода или текста.
Механизм шаблонов — программное обеспечение, предназначенное для объединения шаблонов с моделью данных для создания результирующих документов.
Препроцессор C — препроцессор макросов для нескольких языков программирования.
OCaml preprocessor-pretty-printer — расширяемый набор инструментов синтаксического анализатора языка программирования.
Препроцессор PL /I
Windows Препроцессор трассировки программного обеспечения
Макропроцессор общего назначения — макропроцессор, который не привязан к определенному языку или программному обеспечению и не интегрирован с ним.

Ссылки [ править ]

^ «Что такое прекомпилятор?» .
^ Пересмотренный синтаксис с веб-сайта языка Caml.
^ Покажите, как использовать препроцессор C для файлов JavaScript. «JavaScript — это не промышленная мощь», Т. Снайдер .
^ «Препроцессор C в Javascript?» . режим эспрессо .
^ «Kernel/Git/Stable/Linux.git — дерево стабильных версий ядра Linux» .
^ Покажите, как использовать C-препроцессор в качестве механизма шаблонов . «Использование препроцессора C в качестве инструмента разработки HTML», Дж. Корпела , 2000 г.

Внешние ссылки [ править ]

[1] «Что такое прекомпилятор?» .

[2] Пересмотренный синтаксис с веб-сайта языка Caml.

[3] Покажите, как использовать препроцессор C для файлов JavaScript. «JavaScript — это не промышленная мощь», Т. Снайдер .

[4] «Препроцессор C в Javascript?» . режим эспрессо .

[5] «Kernel/Git/Stable/Linux.git — дерево стабильных версий ядра Linux» .

[6] Покажите, как использовать C-препроцессор в качестве механизма шаблонов . «Использование препроцессора C в качестве инструмента разработки HTML», Дж. Корпела , 2000 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]