C语言详细讲解#pragma的使用方法

更新时间：2022年04月19日 10:59:07 作者：清风自在流水潺潺

#pragma 指令对每个编译器给出了一个方法,在保持与C和C++语言完全兼容的情况下,给出主机或操作系统专有的特征。依据定义,编译指示是机器或操作系统专有的, 且对于每个编译器都是不同的

一、#pragma 简介

#pragma 用于指示编译器完成一些特定的动作

#pragma 所定义的很多指示字是编译器特有的

#pragma 在不同的编译器间是不可移植的

预处理器将忽略它不认识的 #pragma 指令
不同的编译器可能以不同的方式解释同一条 #pragma 指令

一般用法：

#pragma parameter

注：不同的 parameter 参数语法和意义各不相同

二、#pragma message

message 参数在大多数的编译器中都有相似的实现
message 参数在编译时输出消息到编译输出窗口中
message 用于条件编译中可提示代码的版本信息

例如：

#if defined(ANDROID20)
    #pragma message("Compile Android SDK 2.0...")
    #define VERSION "Android 2.0 "
#endif

注：#error 和 #warning 不同，#pragma message 仅仅代表一条编译消息，不代表程序错误。

下面看一个 #pragma message 使用示例：

test.c：

#include <stdio.h>
 
#if defined(ANDROID20)
    #pragma message("Compile Android SDK 2.0...")
    #define VERSION "Android 2.0"
#elif defined(ANDROID23)
    #pragma message("Compile Android SDK 2.3...")
    #define VERSION "Android 2.3"
#elif defined(ANDROID40)
    #pragma message("Compile Android SDK 4.0...")
    #define VERSION "Android 4.0"
#else
    #error Compile Version is not provided!
#endif
 
int main()
{
    printf("%s\n", VERSION);
 
    return 0;
}

下面为输出结果：

三、#pragma once

#pragma once 用于保证头文件只被编译一次
#pragma once 是编译器相关的，不一定被支持

下面两种方式的区别是：前者是被 C 语言所支持的，并不是只包含一次头文件，而是包含多次，然后通过宏控制是否嵌入到源代码中，也就是说通过宏的方式，可以保证头文件里面的内容只被嵌入一次，但是由于包含了多次，预处理器还是处理了多次，所以效率上来说比较低；后者是告诉预处理器当前文件只编译一次，所以说效率较高。

下面看一个 #pragma once 的使用示例：

global.h：

 #pragma once
 
int g_value = 1;

test.c：

#include <stdio.h>
#include "global.h"
#include "global.h"
 
int main()
{
    printf("g_value = %d\n", g_value);
 
    return 0;
}

下面为输出结果，可以看到虽然在test.c 定义了两次global.h，但是程序编译没有报错，且能正常运行，这就是 #pragma once 作用的结果：

工程应用中既想要移植性，又想要保证效率，可以采用以下做法：

global.h：

#ifndef _GLOBAL_H_
#define _GLOBAL_H_
 
#pragma once
 
int g_value = 1;
 
#endif

四、#pragma pack

什么是内存对齐?

不同类型的数据在内存中按照一定的规则排列
而不一定是顺序的一个接一个的排列

下面想想 Test1 和 Test2 所占的内存空间是否相同?

答案是否定的，Test1 占用 12 个字节，而 Test 占用 8 个字节

为什么需要内存对齐?

CPU对内存的读取不是连续的，而是分成块读取的，块的大小只能是1、2、4、8、16...字节
当读取操作的数据未对齐，则需要两次总线周期来访问内存，因此性能会大打折扣
某些硬件平台只能从规定的相对地址处读取特定类型的数据，否则产生硬件异常

#pragma pack 用于指定内存对齐方式

#pragma pack 能够改变编译器的默认对齐方式

例如，下面代码中，Test1 和 Test2 的内存均为 8 个字节

struct 占用的内存大小

第一个成员起始于 0 偏移处

每个成员按其类型大小和 pack 参数中较小的一个进行对齐

偏移地址必须能被对齐参数整除
结构体成员的大小取其内部长度最大的数据成员作为其大小

结构体总长度必须为所有对齐参数的整数倍

编译器在默认情况下按照 4 字节对齐。

下面通过代码，手工计算结构体所占用的内存大小

test.c：

#include <stdio.h>
 
#pragma pack(4)
struct Test1
{                   //对齐参数      偏移地址        大小
    char  c1;       //1            0              1
    short s;        //2            2              2
    char  c2;       //1            4              1
    int   i;        //4            8              4
};
#pragma pack()
 
#pragma pack(4)
struct Test2
{                   //对齐参数      偏移地址        大小
    char  c1;       //1            0              1
    char  c2;       //1            1              1
    short s;        //2            2              2
    int   i;        //4            4              4
};
#pragma pack()
 
int main()
{
    printf("sizeof(Test1) = %d\n", sizeof(struct Test1));
    printf("sizeof(Test2) = %d\n", sizeof(struct Test2));
 
    return 0;
}

以 Test1 为例，c1 类型大小为 1 字节，而 pack 参数默认为 4，所以对齐参数取最小为 1；同理 s 的对齐参数为 2，偏移地址要被 2 整除，所以为 2；同理 c 的对齐参数为 1，偏移地址为 4；同理，i 的对齐参数为 4，因为偏移地址要能被对齐参数 4 整除，在偏移地址 4 之后能被 4 整除的最小偏移地址为 8，所以 i 的偏移地址为 8，而 i 占用 4 个字节，所以 Test1 结构体占用的总字节数为 12 字节，这就和上面的图对应起来了。

下面再通过一个例子感受一下：

在 gcc 编译器下，test.c：

#include <stdio.h>
 
#pragma pack(8)
 
struct S1
{                   //对齐参数      偏移地址        大小
    short a;        //2            0              2
    long b;         //4            4              4
};
 
struct S2
{                   //对齐参数      偏移地址        大小
    char c;         //1            0              1
    struct S1 d;    //4            4              8
    double e;       //4            12             8
};
 
#pragma pack()
 
int main()
{
    printf("%d\n", sizeof(struct S1));
    printf("%d\n", sizeof(struct S2));
 
    return 0;
}

下面为输出结果：

这里注意两点：

1.结构体成员的大小取其内部长度最大的数据成员作为其大小，所以 S1 的内存大小为 4，而pack 参数默认为 8，所以对齐参数为 4

2.一般的 pack 对齐格式分别是 1，2，4，8，16，默认的对齐格式，也就是：#pragmapack() 的情况下，会在结构体中挑选占用字节最多的类型，例如 double 占用 8 个字节

3.gcc 编译器暂时不支持 8 字节对齐，默认按照 4 字节对齐，所以 S2 中的 e 的对齐参数为 4，故 S2 占用内存大小为 20 字节。（学习采用的为 ubuntu 10.10）

如果把代码放在 VS2012 里运行，那结果就是和分析的一样，S2 占用 24 字节。

#include <stdio.h>
 
#pragma pack(8)
 
struct S1
{                   //对齐参数      偏移地址        大小
    short a;        //2            0              2
    long b;         //4            4              4
};
 
struct S2
{                   //对齐参数      偏移地址        大小
    char c;         //1            0              1
    struct S1 d;    //4            4              8
    double e;       //8            16             8
};
 
#pragma pack()
 
int main()
{
    printf("%d\n", sizeof(struct S1));
    printf("%d\n", sizeof(struct S2));
 
    return 0;
}

结果：

五、小结

#pragma 用于指示编译器完成一些特定的动作

#pragma 所定义的很多指示字是编译器特有的

#pragma message 用于自定义编译消息
#pragma once 用于保证头文件只被编译一次
#pragma pack 用于指定内存对齐方式

到此这篇关于C语言详细讲解#pragma的使用方法的文章就介绍到这了,更多相关C语言 #pragma内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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