Čo je to preprocesor?

Vo všeobecnosti, keď niekto vo výpočtovej technike hovorí o procesore, má na mysli nejaký druh kremíkového čipu, ktorý vykonáva výpočty. P v CPU, GPU, APU, NPU a mnohých ďalších formách logických čipov znamená „Processing“, teda centrálnu procesorovú jednotku. Každý z nich je špecifický typ procesora, optimalizovaný pre svoju špecifickú funkciu. Preprocesor však nemá nič spoločné s fyzickými procesormi, ako je CPU alebo GPU. Namiesto toho je to programovací termín, ktorý sa konkrétne týka kompilovaných jazykov.

Čo je to kompilátor?

Kompilátor je softvér, ktorý skompiluje špecifický programovací jazyk do strojového kódu. Všetky programovacie jazyky musia byť prevedené na strojový kód, pretože ľudsky čitateľné inštrukcie, ktoré tvoria použiteľné programovacie jazyky, nie sú priamo spustiteľné počítačom. Niektoré sú navrhnuté tak, aby sa dali interpretovať za behu, keď je kód spustený. Tento prístup je veľmi flexibilný, čo uľahčuje vykonávanie menších zmien. Mnohé ďalšie programovacie jazyky však musia byť skompilované, aby sa dali spustiť. V malých programoch to nevyhnutne netrvá dlho. Pri väčších programoch však môže kompilácia trvať minúty alebo dokonca hodiny.

Prečo by ste teda chceli používať jazyk, ktorý potrebuje kompiláciu? No, je ťažšie spätne analyzovať. Interpretované programovacie jazyky majú často svoj kód distribuovaný tak, ako je, takže je ľahké ho „ukradnúť“. Pre spoločnosti, ktoré chcú chrániť svoje duševné vlastníctvo, je kompilácia vložiek zložitým a nespoľahlivým krokom reverzného inžinierstva na zobrazenie skutočného kódu. Kompilovaný softvér má tiež tendenciu byť menší, pretože bol optimalizovaný na vykonávanie. Pri malých skriptoch to v skutočnosti nie je problém, ale pri práci s veľkým softvérom s veľkosťou stoviek megabajtov alebo dokonca gigabajtov to môže mať citeľný vplyv.

Čo teda robí preprocesor?

Preprocesor je pomôcka, ktorá sa spúšťa nad kódom pred jeho kompiláciou. Kompilátor zvyčajne automaticky zavolá preprocesor pri spustení, ale môžu byť spustené aj samostatne. Úlohou preprocesora je nastaviť kód presne podľa plánu. Primárne to robí vykonávaním funkcií vyhľadávania a nahrádzania.

Napríklad v C je štandardnou praxou používať množstvo štandardných knižníc. Tieto knižnice definujú sériu funkcií, ktoré poskytujú štandardnú funkčnosť. Na import týchto knižníc sa používa kľúčové slovo „#include“, za ktorým nasleduje názov knižnice. Preprocesor hľadá v kóde príkazy ako „#include“ a nahrádza ich. V prípade „#include“ preprocesor vloží celý obsah špecifikovanej knižnice.

To vám umožňuje udržiavať skutočne napísaný kód ľahko čitateľný a zároveň využívať mnoho výkonných a už existujúcich nástrojov. Ušetrí vás to od toho, aby ste museli znovu vynájsť koleso pre každú aplikáciu alebo museli prilepiť časť alebo celú knižnicu do základne kódu.

Ďalším potenciálnym využitím preprocesora je odstránenie alebo pridanie určitých funkcií v závislosti od zámeru zostavy. Napríklad, ak chcete otestovať novú zostavu, môže byť skutočne užitočné zahrnúť množstvo krokov ladenia. Nielenže nie sú potrebné vo verziách verzií, ale v skutočnosti robia kompilovaný softvér väčším. Preprocesor môže skontrolovať argumenty kompilátora a určiť, či je potrebné zahrnúť alebo ignorovať určité funkcie. Podobne ako toto, preprocesor zvyčajne odstráni komentáre pred kompilátorom, pretože by nemali byť zahrnuté do zostavy.

Záver

Preprocesor je nástroj spustený kompilátorom na manipuláciu s kódom predtým, ako sa skutočne skompiluje. Zatiaľ čo preprocesor možno volať samostatne, zvyčajne sa volá ako súčasť procesu kompilácie. Preprocesor hľadá určité definované reťazce a nahrádza ich štandardným obsahom. Pre komentáre neexistuje náhrada, ale pre príkazy, ktoré obsahujú externé knižnice, preprocesor nahradí príkaz obsahom skutočnej knižnice. Preprocesor môže tiež prevziať argumenty v čase kompilácie na zabezpečenie určitej funkčnosti. Toto sa často používa na zahrnutie alebo vylúčenie funkcií ladenia z testovacích alebo vydaní verzií.