C/C++中Pragma的用法和做用

在全部的预处理指令中，#pragma 指令多是最复杂的了，它的做用是设定编译器的状态或者是指示编译器完成一些特定的动做。#pragma 指令对每一个编译器给出了一个方法,在保持与C 和C ++语言彻底兼容的状况下,给出主机或操做系统专有的特征。依据定义,编译指示是机器或操做系统专有的,且对于每一个编译器都是不一样的。

其格式通常为:
   #pragma para
其中para 为参数，下面来看一些经常使用的参数。

1、#pragma message

message 参数：Message 参数是我最喜欢的一个参数，它可以在编译信息输出窗口中输出相应的信息，这对于源代码信息的控制是很是重要的。其使用方法为：
   #pragma message(“消息文本”)
当编译器遇到这条指令时就在编译输出窗口中将消息文本打印出来。

当咱们在程序中定义了许多宏来控制源代码版本的时候，咱们本身有可能都会忘记有没有正确的设置这些宏，此时咱们能够用这条指令在编译的时候就进行检查。假设咱们但愿判断本身有没有在源代码的什么地方定义了_X86 这个宏能够用下面的方法
   #ifdef _X86
   #Pragma message(“_X86 macro activated!”)
   #endif
当咱们定义了_X86 这个宏之后，应用程序在编译时就会在编译输出窗口里显示“_X86 macro activated!”。咱们就不会由于不记得本身定义的一些特定的宏而抓耳挠腮了。

2、#pragma code_seg

另外一个使用得比较多的pragma 参数是code_seg。格式如：
   #pragma code_seg( ["section-name"[,"section-class"] ] )
它可以设置程序中函数代码存放的代码段，当咱们开发驱动程序的时候就会使用到它。

3、#pragma once

#pragma once (比较经常使用）
只要在头文件的最开始加入这条指令就可以保证头文件被编译一次，这条指令实际上在Visual C++6.0 中就已经有了，可是考虑到兼容性并无太多的使用它。

4、#pragma hdrstop

#pragma hdrstop 表示预编译头文件到此为止，后面的头文件不进行预编译。BCB 能够预编译头文件以加快连接的速度，但若是全部头文件都进行预编译又可能占太多磁盘空间，因此使用这个选项排除一些头文件。

有时单元之间有依赖关系，好比单元A 依赖单元B，因此单元B 要先于单元A 编译。

你能够用#pragma startup 指定编译优先级，若是使用了#pragma package(smart_init) ，BCB就会根据优先级的大小前后编译。

5、#pragma resource

#pragma resource "*.dfm"表示把*.dfm 文件中的资源加入工程。*.dfm 中包括窗体外观的定义。

6、#pragma warning

   #pragma warning( disable : 4507 34; once : 4385; error : 164 )
等价于：
   #pragma warning(disable:4507 34) // 不显示4507 和34 号警告信息
   #pragma warning(once:4385) // 4385 号警告信息仅报告一次
   #pragma warning(error:164) // 把164 号警告信息做为一个错误。
同时这个pragma warning 也支持以下格式：
   #pragma warning( push [ ,n ] )
   #pragma warning( pop )  //这里n 表明一个警告等级(1---4)。
   #pragma warning( push )保存全部警告信息的现有的警告状态。
   #pragma warning( push, n)保存全部警告信息的现有的警告状态，而且把全局警告等级设定为n。
   #pragma warning( pop )向栈中弹出最后一个警告信息，在入栈和出栈之间所做的一切改动取消。例如：
   #pragma warning( push )
   #pragma warning( disable : 4705 )
   #pragma warning( disable : 4706 )
   #pragma warning( disable : 4707 )
   //.......
   #pragma warning( pop )
在这段代码的最后，从新保存全部的警告信息(包括4705，4706 和4707)。

7、#pragma comment

#pragma comment(...)
该指令将一个注释记录放入一个对象文件或可执行文件中。

经常使用的lib 关键字，能够帮咱们连入一个库文件。好比：
   #pragma comment(lib, "user32.lib")
该指令用来将user32.lib 库文件加入到本工程中。

linker:将一个连接选项放入目标文件中,你可使用这个指令来代替由命令行传入的或者在开发环境中设置的连接选项,你能够指定/include 选项来强制包含某个对象,例如:
   #pragma comment(linker, "/include:__mySymbol")

8、#pragma pack

这里重点讨论内存对齐的问题和#pragma pack（）的使用方法。

什么是内存对齐？先看下面的结构：
struct TestStruct1
{
   char c1;
   short s;
   char c2;
   int i;
};
假设这个结构的成员在内存中是紧凑排列的，假设c1 的地址是0，那么s 的地址就应该是1，c2 的地址就是3，i 的地址就是4。也就是c1 地址为00000000, s 地址为00000001, c2地址为00000003, i 地址为00000004。

但是，咱们在Visual C++6.0 中写一个简单的程序：
struct TestStruct1 a;
printf("c1 %p, s %p, c2 %p, i %p\n",
(unsigned int)(void*)&a.c1 - (unsigned int)(void*)&a,
(unsigned int)(void*)&a.s - (unsigned int)(void*)&a,
(unsigned int)(void*)&a.c2 - (unsigned int)(void*)&a,
(unsigned int)(void*)&a.i - (unsigned int)(void*)&a);
运行，输出：
c1 00000000, s 00000002, c2 00000004, i 00000008。
为何会这样？这就是内存对齐而致使的问题。

一、为何会有内存对齐？
字，双字，和四字在天然边界上不须要在内存中对齐。（对字，双字，和四字来讲，天然边界分别是偶数地址，能够被4 整除的地址，和能够被8 整除的地址。）不管如何，为了提升程序的性能，数据结构（尤为是栈）应该尽量地在天然边界上对齐。缘由在于，为了访问未对齐的内存，处理器须要做两次内存访问；然而，对齐的内存访问仅须要一次访问。

一个字或双字操做数跨越了4 字节边界，或者一个四字操做数跨越了8 字节边界，被认为是未对齐的，从而须要两次总线周期来访问内存。一个字起始地址是奇数但却没有跨越字边界被认为是对齐的，可以在一个总线周期中被访问。某些操做双四字的指令须要内存操做数在天然边界上对齐。若是操做数没有对齐，这些指令将会产生一个通用保护异常。

双四字的天然边界是可以被16 整除的地址。其余的操做双四字的指令容许未对齐的访问（不会产生通用保护异常），然而，须要额外的内存总线周期来访问内存中未对齐的数据。

缺省状况下，编译器默认将结构、栈中的成员数据进行内存对齐。所以，上面的程序输出就变成了：c1 00000000, s 00000002, c2 00000004, i 00000008。编译器将未对齐的成员向后移，将每个都成员对齐到天然边界上，从而也致使了整个结构的尺寸变大。尽管会牺牲一点空间（成员之间有部份内存空闲），但提升了性能。也正是这个缘由，咱们不能够断言sizeof(TestStruct1)的结果为8。在这个例子中，sizeof(TestStruct1)的结果为12。

二、如何避免内存对齐的影响？
那么，能不能既达到提升性能的目的，又能节约一点空间呢？有一点小技巧可使用。好比咱们能够将上面的结构改为：
struct TestStruct2
{
   char c1;
   char c2;
   short s;
   int i;
};

这样一来，每一个成员都对齐在其天然边界上，从而避免了编译器自动对齐。在这个例子中，sizeof(TestStruct2)的值为8。这个技巧有一个重要的做用，尤为是这个结构做为API的一部分提供给第三方开发使用的时候。第三方开发者可能将编译器的默认对齐选项改变，从而形成这个结构在你的发行的DLL 中使用某种对齐方式，而在第三方开发者哪里却使用另一种对齐方式。这将会致使重大问题。
好比，TestStruct1 结构，咱们的DLL 使用默认对齐选项，对齐为c1 00000000, s 00000002, c2 00000004, i 00000008，同时sizeof(TestStruct1)的值为12。

而第三方将对齐选项关闭，致使c1 00000000, s 00000001, c2 00000003, i 00000004，同时sizeof(TestStruct1)的值为8。

除此以外咱们还能够利用#pragma pack（）来改变编译器的默认对齐方式（固然通常编译器也提供了一些改变对齐方式的选项，这里不讨论）。

使用指令#pragma pack (n)，编译器将按照n 个字节对齐。
使用指令#pragma pack ()，编译器将取消自定义字节对齐方式。

在#pragma pack (n)和#pragma pack ()之间的代码按n 个字节对齐。可是，成员对齐有一个重要的条件,即每一个成员按本身的方式对齐.也就是说虽然指定了按n 字节对齐,但并非全部的成员都是以n 字节对齐。其对齐的规则是,每一个成员按其类型的对齐参数(一般是这个类型的大小)和指定对齐参数(这里是n 字节)中较小的一个对齐，即：min( n, sizeof( item )) 。而且结构的长度必须为所用过的全部对齐参数的整数倍,不够就补空字节。看以下例子：
#pragma pack(8)
struct TestStruct4
{
   char a;
   long b;
};
struct TestStruct5
{
   char c;
   TestStruct4 d;
   long long e;
};
#pragma pack()

问题：
A)
sizeof(TestStruct5) = ?

B)
TestStruct5 的c 后面空了几个字节接着是d?
TestStruct4 中,成员a 是1 字节默认按1 字节对齐,指定对齐参数为8,这两个值中取1,a

按1 字节对齐;成员b 是4 个字节,默认是按4 字节对齐,这时就按4 字节对齐,因此sizeof(TestStruct4)应该为8;TestStruct5 中,c 和TestStruct4 中的a 同样,按1 字节对齐,而d 是个结构,它是8 个字节,它
按什么对齐呢?对于结构来讲,它的默认对齐方式就是它的全部成员使用的对齐参数中最大的一个, TestStruct4 的就是4.因此,成员d 就是按4 字节对齐.成员e 是8 个字节,它是默认按8字节对齐,和指定的同样,因此它对到8 字节的边界上,这时,已经使用了12 个字节了,因此又添加了4 个字节的空,从第16 个字节开始放置成员e.这时,长度为24,已经能够被8(成员e 按8字节对齐)整除.这样,一共使用了24 个字节.内存布局以下（*表示空闲内存，1 表示使用内存。单位为1byete）：
a b
TestStruct4 的内存布局：1***,1111,

c
TestStruct4.a TestStruct4.b d
TestStruct5 的内存布局： 1***, 1***, 1111, ****，11111111

这里有三点很重要：
首先，每一个成员分别按本身的方式对齐,并能最小化长度。
其次，复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式,这样在成员是复杂类型时,能够最小化长度。
而后，对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍,这样在处理数组时能够保证每一项都边界对齐。

补充一下,对于数组,好比:char a[3];它的对齐方式和分别写3 个char 是同样的.也就是说它仍是按1 个字节对齐.若是写: typedef char Array3[3];Array3 这种类型的对齐方式仍是按1个字节对齐,而不是按它的长度。

可是不论类型是什么,对齐的边界必定是1,2,4,8,16,32,64....中的一个。

另外，注意别的#pragma pack 的其余用法：
#pragma pack(push) //保存当前对其方式到packing stack
#pragma pack(push,n) 等效于
#pragma pack(push)
#pragma pack(n) //n=1,2,4,8,16 保存当前对齐方式，设置按n 字节对齐
#pragma pack(pop) //packing stack 出栈，并将对其方式设置为出栈的对齐方