#آموزش ابتدایی دستورات پیش پردازنده و ماکرو ها
اول از همه اشاره کنم تمام پیش پردازنده ها هنگام کامپایل عمل میکنن نه هنگام اجرای برنامه
پس هیچوقت اون ها رو با متغیر های معمولی . توابع معمولی اشتباه نگیرید

تعدادی از خاصیت های اونها
کاهش حجم کدنویسی
استفاده به عنوان قالب
تعریف عمل کرد های مختلف
تعیین راحت تر رفتارهای مختلف با توجه به سیستم عامل یا کامپایلر
...


#include
خودتون از من هم بهتر بلدید
کارش اینه که محتویات یه فایل(هدر) رو به کدتون اضافه میکنه
مثال
اگر محتویات
header.h
این باشه
void helloworld();
و فایل
cpp
این باشه
#include “header.h”

int main(){
return 0;
}

مثل اینه که بنویسید
void helloworld();

int main(){
return 0;
}
عیننا کپی ش میکنه


#define نام
با استفاده از این میتونیم
یه ثابت داشته باشیم
که مقداری نداره
پس اگه هر جای کد اون رو بذارید مثل این میمونه چیزی اضافه نکردید
#define amir

و داخل کد

cout«”Hello!”«endl; amir

امیر رو اون انتها گذاشتم و انگار نه انگار

#define مقدار نام
این فرقش با بالایی اینه که هر جای کد بذارین
چیزی که جلوش هست رو مثل یه قالب میذاره همون جا
مثال:
#define pi 3.1415

cout«pi«endl;

حالا چه اتفاقی میفته
موقع کامپایل وقتی کامپایلر اون رو می بینه میفهمه که به جای پی باید مقدار جلوش رو جایگزین کنه
و این دقیقا مثل این میمونه که بنویسید

cout«3.1415«endl;

#define Fname(Args...) blo blo

ماکروهای شبیه تابع
باز هم میگم این کاملا فرق داره با توابع معمولی و هنگام کامپایل مثل قالب عمل میکنه
تنها کاری که میکنن اینه که با توجه به چیزهایی که بهشون میدید کارهای مختلف انجام میدن
یه مثال

#define MYMACRO() cout«

حالا کد
یادتون باشه این آرگومان نداره پس میتونید این کار رو مثل حالت بالا مثل عدد پی تعریف کنید
کد

MYMACRO() "Hello";

زیاد نترسید
هیچ چیز ترسناکی نیست
مثل حالت بالا کامپایلر محتویات جلوی اون ماکرو رو جایگزین میکنه
و دقیقا مثل اینه که بنویسید
cout«”Hello”«endl;

یه مثال دیگه
#define MYMACRO(A1) cout«A1«endl;
تو مثال بالا
A1
آرگومانش هست
تنها کاری که باید انجام میده اینه
شما بعدا هر چیزی رو و باز تاکید میکنم هر چیزی رو که به عنوان آرگومان بهش بدید عیننا اون رو داخل محتویات قرار میده

مثال کد
MYMACRO(25)

حتی لازم نیست سمی کالن بذارین
چون همون بالا یدونه براش تعریف کردیم
البته اگه بذارید هم اشکالی نداره چون سمی کالن های بیخودی پشت سرهم اثر ندارن

این کد مثل دقیقا مثل اینه که بنویسید
cout«25«endl;

حالا سایر دستورات
#ifdef
این دستور مشخص میکنه آیا بالای اون چیزی رو تعریف کردیم یا نه

یادتون نره حتما بالاش
چون کامپایلر از بالا به پایین کد رو کامپایل میکنه
ترتیب بالا و پایین خیلی مهمه
پایان این دستور وتمام حالت های شرطی با
#endif
مشخص میشه

یه مثال سطحی

#ifdef L
این قسمت رو به کدام اضافه کن
#endif

این یعنی اگر
L
تعریف شده بود
اون قسمت توی کد هامون موجود باشه
وگرنه موجود نباشه و کامپایل نشه
یه مثال

#ifdef L
void helloworld()
{
cout«"Hello World!"«endl;
}
#endif

سعی کنید تابع رو فراخوانی کنید
میبینید که نمیشه
فقط کافیه
L
رو بالاش تعریف کنین
مثلا
#define L

به همین راحتی مشخص میکنید داخل شرط به کدهاتون برای کامپایل اضافه شه.

دیگر ماکرو ها
#ifndef
یعنی اگر تعریف نشده بود اون قسمت تا
endif
کامپایل شه

#else
شبیه
else
هست یعنی اگر شرط برقرار بود که هیچ
درغیر اینصورت این قسمت به خروجی اضافه شه
پایانش هم با endif
مشخص میشه

مثال
#ifdef world
void helloworld()
{
cout«"Hello World!"«endl;
}
#else
void hellocity()
{
cout«"Hello city!"«endl;
}
#endif // city

این یعنی اگر
world
تعریف شده بود اون قسمت کامپایل شه
در غیر اینصورت
اون یکی قسمت کامپایل بشه

سعی کنید تعریف ها رو اضافه کنید و تست کنید

نکته اینه که
#else
برای سایر شروط هم عمل میکنه

#if
این یعنی اگر شرطی برقرار بود کامپایل شه

مثال
#if value==10
void helloworld()
{
cout«"Hello World!"«endl;
}
#endif // world

این یعنی اگه
value
تعریف شده بود و مقدار مساوی10 بود انوقت اون قسمت کامپایل شه

#elif
مثل
else if
میمونه
مثال
#if value==10
void helloworld()
{
cout«"Hello World!"«endl;
}
#elif value==20
void hellocity()
{
cout«"Hello city!"«endl;
}
#endif // world

این یعنی اگه مقدار برابر 10 بود اون قسمت اضافه شه در غیر اینصورت اگر مساوی بیست بود اون یکی قسمت اضافه شه
یه مقدار بدید و تست کنید حتما
#define value 10
مثلا


#error
این یعنی با استفاده از اون شرط ها میتونیم ارور درست کنیم
مثال

#if value!=10
#error value is not 10!
#endif // world

این یعنی اگر مقدار چیزی غیر از 10 باشه
ارور میده
اون چیزی که جلوی اروره پیامیه که نمایش داده میشه

#undef
از بین بردن یک تعریف که از قبل تعریف شده

مثال
#define L

#ifndef L
#error L is not defined
#endif // L

#undef L

#ifndef L
#error L is not defined
#endif // L

در ارور دوم ارور میده
چرا؟
چون
L
تعریفش رو پاک کردیم
اما بعدش اون رو از بین بردیم
همونطور که قبلا گفتم کد از بالا به پایین کامپایل میشه

یه مثال دیگه
#define L 10

#if L==10
void a(){cout«"hello a!"«endl;}
#endif // L

#undef L
#define L 20

#if L==20
void b(){cout«"hello b!"«endl;}
#endif // L

در مثال بالا هر دو کامپایل میشن
نکته
اون
undef
رو هم نذارید فرقی نمیکنه
ولی اگه

#define L 10

#if L==10
void a(){cout«"hello a!"«endl;}
#endif // L

#undef L

#ifndef L
void b(){cout«"hello b!"«endl;}
#endif // L

تو مثال بالا برای قسمت دوم وجودش مهمه


این یه آموزش ساده از تعدادی از دستورات پیش پردازنده بود

#بیشتر_بدانید
اهمیت هدر گارد ها
header guards

#ifndef HEADER_H

#define HEADER_H

#endif

حتما همتون تا حالا هدر گاردهایی مثل بالا رو دیدید
اما اهمیتشون چیه؟
خیلی خلاصه جلوگیری از تعریف چندبار سهوی و ارور های ناخواسته

در مثال زیر خیلی ساده بهتون میگم چرا مفیدن
یه نکته » من برای جلوگیری از تکرار اسم هدر گارد ها از روشی استفاده میکنم که تقریبا اکثر برنامه نویس ها از اون روش استفاده میکنن

#define HEADERNAME_H

که
HEADERNAME
همون نام فایل هدر هست

حالا مثال:
محتویات فایل header2.h

#include <iostream>

using namespace std;

void helloworld()

{

    cout<<"Hello World!"<<endl;

}

محتویات فایل header1.h

#include "header2.h"

void sayhello()

{

    helloworld();

}

محتویات فایل اصلی سی پلاس پلاس

#include "header1.h"

int main(){

   sayhello();

   return 0;

}

میبینیدکه ارور نمیده و اجرا میشه
حالا

#include "header2.h"

`
رو به فایل سی پلاس پلاس اضافه کنین

#include "header1.h"

#include "header2.h"

int main(){

   sayhello();

   return 0;

}

چه قبل اون header1.h بذارید چه بعدش ارور میده چون

`void helloworld()

دوبار تعریف میشه

حالا بیایید هدرگارد برای هر دو هدر تعریف کنید
محتویات جدید header2.h

#ifndef HEADER2_H

#define HEADER2_H

#include <iostream>

using namespace std;

void helloworld()

{

    cout<<"Hello World!"<<endl;

}

#endif

محتویات جدید header1.h

#ifndef HEADER1_H

#define HEADER1_H

#include "header2.h"

void sayhello()

{

    helloworld();

}

#endif

و محتوای فایل اصلی

#include "header1.h"

#include "header2.h"

int main(){

   sayhello();

   return 0;

}

دیگه ارور نمیده
چند بار هم اینکلاد کنم خیالتون راحت شه

#include "header1.h"

#include "header2.h"

#include "header1.h"

#include "header2.h"

#include "header1.h"

#include "header2.h"

#include "header1.h"

#include "header2.h"

int main(){

   sayhello();

   return 0;

}

امیدوارم پی برده به باشید به اهمیتشون
نکته آخر: نوشته اشکان♻️
در بعضی کامپایلر ها لازم نیست

این همه تایپ

کنیم
#pragma once
دقیقا همین کار رو انجام می

ده
بازم میگم  فق

ط
بعضی کامپایلر ها


موفق باشید
کدهاتون هم بی باگ

#بیشتر_بدانید
اهمیت هدر گارد ها
header guards

#ifndef HEADER_H

#define HEADER_H

#endif

حتما همتون تا حالا هدر گاردهایی مثل بالا رو دیدید
اما اهمیتشون چیه؟
خیلی خلاصه جلوگیری از تعریف چندبار سهوی و ارور های ناخواسته

در مثال زیر خیلی ساده بهتون میگم چرا مفیدن
یه نکته » من برای جلوگیری از تکرار اسم هدر گارد ها از روشی استفاده میکنم که تقریبا اکثر برنامه نویس ها از اون روش استفاده میکنن

#define HEADERNAME_H

که
HEADERNAME
همون نام فایل هدر هست

حالا مثال:
محتویات فایل header2.h

#include <iostream>

using namespace std;

void helloworld()

{

    cout<<"Hello World!"<<endl;

}

محتویات فایل header1.h

#include "header2.h"

void sayhello()

{

    helloworld();

}

محتویات فایل اصلی سی پلاس پلاس

#include "header1.h"

int main(){

   sayhello();

   return 0;

}

میبینیدکه ارور نمیده و اجرا میشه
حالا

#include "header2.h"

`
رو به فایل سی پلاس پلاس اضافه کنین

#include "header1.h"

#include "header2.h"

int main(){

   sayhello();

   return 0;

}

چه قبل اون header1.h بذارید چه بعدش ارور میده چون

`void helloworld()

دوبار تعریف میشه

حالا بیایید هدرگارد برای هر دو هدر تعریف کنید
محتویات جدید header2.h

#ifndef HEADER2_H

#define HEADER2_H

#include <iostream>

using namespace std;

void helloworld()

{

    cout<<"Hello World!"<<endl;

}

#endif

محتویات جدید header1.h

#ifndef HEADER1_H

#define HEADER1_H

#include "header2.h"

void sayhello()

{

    helloworld();

}

#endif

و محتوای فایل اصلی

#include "header1.h"

#include "header2.h"

int main(){

   sayhello();

   return 0;

}

دیگه ارور نمیده
چند بار هم اینکلاد کنم خیالتون راحت شه

#include "header1.h"

#include "header2.h"

#include "header1.h"

#include "header2.h"

#include "header1.h"

#include "header2.h"

#include "header1.h"

#include "header2.h"

int main(){

   sayhello();

   return 0;

}

امیدوارم پی برده به باشید به اهمیتشون
نکته آخر: نوشته اشکان♻️
در بعضی کامپایلر ها لازم نیست

این همه تایپ

کنیم
#pragma once
دقیقا همین کار رو انجام می

ده
بازم میگم  فق

ط
بعضی کامپایلر ها


موفق باشید
کدهاتون هم بی باگ

#لازمه_بدانید !

لازمه بدانید 😄 که خاصیت استفاده مجدد از کد چیه
خیلی هم لازمه

من در پایین با روش شی گرایی خیلی ابتدایی 😅 این کار رو انجام خواهم داد و با دو روش مختلف ران تایم یا کامپایل تایم اون ها رو لود میکنم

مثالی که میزنم ساده هست
یه استراکت که کارش لود کتاب خانه ریاضی هست
البته نترسید قرار نیست همه چیز داشته باشه😄
برای مثال ما فقط یه تابع برای محاسبه قدر مطلق داره
یه بار با استفاده از کتاب خانه استاندارد سی لود میکنیم و بار دیگه یه تابع که خودمون نوشتیم و مثلا کتابخانه خودمونه (الکی مثلا😅)

یه ماکرو برای کامپایل تایم
#define USING_MY_MATH_LIB

این اگه صفر بود از کتابخانه سی استفاده میکنیم وگرنه اگه 1 بود از کتاب خانه خودمون استفاده میکنیم

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

#define USING_MY_MATH_LIB 0 // الان مثلا میخوایم از کتاب خانه استاندارد استفاده شه

#if USING_MY_MATH_LIB == 1
int myabs(int in) // این همون کتابخونه الکیه هستش
{
cout<<"myabs called!"<<endl;// مطمئن شیم فراخوانی شده
if(in<0)
return -in;
return in;
}
#endif // USING_MY_MATH_LIB

struct themathlib // استراکت بیس برای شی گرایی
{
virtual int Abs(int in)=0;// virtual برای شی گرایی راحت تر شه
};

#if USING_MY_MATH_LIB == 1 // از کتاب خانه خودمون استفاده میکنیم
struct mymathlib: themathlib // یه استراکت فرزند مشتق از بیس کار برای کتاب خانه خودمون
{
int Abs(int in){ return myabs(in); } // همون تابع خودمون رو صدا زدیم
};
#endif // USING_MY_MATH_LIB

#if USING_MY_MATH_LIB == 0// از کتابخانه استاندارد استفاده میکنیم
struct stdmathlib: themathlib
{
int Abs(int in){ return abs(in); }// تابع کتابخانه استاندارد
};
#endif // USING_MY_MATH_LIB

themathlib* intializemathlib()// برای ایجاد کردن یه شی جدید
{
themathlib* out=NULL;// خروجی
#if USING_MY_MATH_LIB ==1
out = new mymathlib; // کتابخانه خودمون
#endif // USING_MY_MATH_LIB

#if USING_MY_MATH_LIB ==0
out = new stdmathlib; // کتاب خانه استاندارد
#endif // USING_MY_MATH_LIB
return out;
}

int main()
{
themathlib* obj = intializemathlib();// یه شی ایجاد میکنیم
int in;
cout<<"Enter Integer:"<<endl;
cin>>in;
cout<<obj->Abs(in)<<endl;// به همین راحتی استفاده میکنیم
delete obj;
return 0;
}



حالا فرض کنیم تصمیمون عوض شد و خواستیم از کتابخانه خودمون استفاده کنیم
چی کار باید کنیم؟
خب خیلی راحته فقط کافیه
#define USING_MY_MATH_LIB 1
باشه

هر دو حالت رو حتما تست کنید

همونطور که میدونید ماکرو ها برای موقع کامپایل هستن و تکلیفشون رو برنامه نویس مشخص میکنه
حالا فرض کنیم کاربر نهایی قراره تکلیف رو مشخص کنه
و به اصطلاح کارها همون موقع اجرا انجام شه
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

int myabs(int in)
{
cout<<"myabs called!"<<endl;
if(in<0)
return -in;
return in;
}

struct themathlib
{
virtual int Abs(int in)=0;
};

struct mymathlib: themathlib
{
int Abs(int in){ return myabs(in); }
};

struct stdmathlib: themathlib
{
int Abs(int in){ return abs(in); }
};

themathlib* intializemathlib(bool usingmylib)// اگه صحیح بود از کتابخانه خودمون استفاده میشه وگرنه از استاندارد
{
themathlib* out=NULL;// خروجی
if(usingmylib)
out = new mymathlib; // کتابخانه خودمون
else
out = new stdmathlib; // کتاب خانه استاندارد
return out;
}

int main()
{
bool type;
int in;
cout<<"Enter the Math library type:\n 0: standard library\n 1: my library\n";// پیام راهنمایی
cin>>type; //نوع کتابخانه
cout<<"Enter Integer:"<<endl;// پیام راهنمایی
cin>>in;//ورودی
themathlib* obj = intializemathlib(type);// ایجاد یک شی
cout<<obj->Abs(in)<<endl;//اجرای تابع
delete obj;
return 0;
}


یه مقایسه سطحی از حالت اول و دوم:
در حالت اول فقط وقتی کلاس ایجاد میشه و کامپایل میشه که استفاده شده باشه ولی حالت دوم اینطور نیست پس مسلما حجم برنامه زیاد خواهد شد و چون شرط ها موقع اجرا استفاده میشن پس سرعت اجرا یه ذره کم میشه
اما در عوض کاربر نهایی تکلیف رو مشخص میکنه و دستش بازتره
در صورتی که تکلیف حالت اول رو فقط برنامه نویس میتونه مشخص کنه

یه چیزی برای اونایی که میخوان یاد بگیرن :
بد نیست خودتون هم یه کتابخانه سوم بنویسید و اضافه کنید تا خوب استفاده مجدد رو بشناسین
1396/5/10
امیدوارم مفید بوده باشه
دنیای بی باگی رو براتون