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   IT ニュース＆コラム    2014/ 7/ 7   通巻665号  技術版

                             ソフトウェアデザイン館  Sage Plaisir 21

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     プリプロセッサーを行頭に書くな - リーダブル・コード(24)


C言語は、プリプロセッサーで行われるコンパイルをしてから、C言語をコンパイル
するという２回のコンパイルが行われます。 #include は、ほぼ必須でもあることを
踏まえると、プリプロセッサーはプログラミング言語 C言語 の一部であるといえます。 

プリプロセッサーのディレクティブ（命令）か、C言語の文法かは、行頭に # が
あるかどうかで簡単に識別できます。 # の左や右に空白文字やタブ文字があっても
構いません。

#include  "a.h"
　　#include  "c.h"
#　　include  "b.h"

# は行頭に書くべき、という主張があります。 もしかしたら、昔のプリプロセッサー
の仕様だったのかもしれません。 現在では、そのようなプリプロセッサーはありません。 
もう１つの理由は、プリプロセッサーがソースファイルの全体をどのように処理して
いくかを調べるときは、行頭を見ていくだけでプリプロセッサーの部分かそれ以外の
部分かがすぐに見分けられるようにしておくと調べやすいというメリットがあること
でしょう。 しかし、プリプロセッサーの開発者や検証する人でないかぎり、ソース
ファイルの全体の処理結果が必要になるケースは全くありません。 それぞれの行で、
プリプロセッサーであるか C言語であるかを識別すれば十分です。 その場合、# と
ディレクティブの間に空白を入れたら読みにくくなってしまいます。 その書き方は、
ユーザーのことを考えていないのです。

プリプロセッサーは C 言語と別の文法であるから、C言語のコードと混ぜると混乱
するのではないかと思っている人もいるでしょう。 

#define や #if は、C言語の文法と独立しているため、次のような書き方ができます。

void  func()
{
　　num = Calc();
#define  ADD  2
　　num += ADD;
}

void  func()
{
#if VERSION >= 2
　　if ( num >= 20 ) {
#elif VERSION >= 3
　　if ( num >= 30 ) {
#endif
　　　　num += 1;
　　}
}

C言語の文法と独立しているために、C言語の文法に合わないような書き方ができます。 
ですから、行頭に記述して C言語のコードと混ぜないようにするというのは良い方法です。
それは理解できます。 

しかし、このように書けることが便利と考えてよいのでしょうか。  マクロを定数と
同じ文法で使えるように括弧を付けて定義するなど、なるべく C言語の文法に近づける
ことが推奨されます。 なぜなら、C言語の文法だけで読めればプリプロセッサーを
勉強しなくてもよいですし、プリプロセッサーが処理する内容に頭を切り替える必要
がなくなるからです。 

たとえば、マクロの定義内容に括弧を必要としているのは、C言語の文法で使えるように
するためです。 C言語の都合なのです。 

#define  SUM( x, y )  x + y
total = ( SUM( a, b ) ) * 2;
// total = SUM( a, b ) * 2; と書くと期待した動作をしない

#define  MULTI( x, y )  x * y
total = MULTI( (a+1), (b+2) );
// total = MULTI( a+1, b+2 ); と書くと期待した動作をしない

もし、マクロの定義に括弧がないものが混ざっていれば、マクロによって特殊な展開が
されることを調べるきっかけになるように、マクロであることを識別しなければなら
なくなり、すべて大文字にするなどのコーディングルールが必要になるでしょう。

C言語の文法のままで読める場合、プリプロセッサーであるかそうでないかが
（コーディング ルールなどで）示されると混乱します。 内部の都合が外に出てしまって
いるのです。 たとえば、英文字のフォントを描く処理が異なるために、英文字を赤色に
して表示するということは、フォント描画の開発者にとっては有用であっても、一般の
読者には余計な情報であり、色に何か意味があるのではないかと混乱してしまうのですが、
それと同じことがマクロを使ったソースコードを読むときに発生してしまいます。

プリプロセッサーを行頭にすると、これもプリプロセッサーであるかそうでないかを
示してしまっている状況です。 インデントは、ブロックの範囲がすぐに読めるように
するために行っており、読みやすさにおいて非常に重要なことなのですが、
それよりもプリプロセッサーであるかそうでないかを示すことの方が重要なはずは
ありません。

#if INTERNAL_VERSION
　　#include  "internal.h"
#else
　　#ifndef NDEBUG
　　　　#include  "public.h"
　　#endif
#endif

C言語の文法と独立しているためにできた書き方も、次のようにできます。

void  func()
{
　　num = Calc();
　　#define  ADD  2
　　num += ADD;

　　#undef  ADD
}

void  func()
{
　　#if VERSION >= 2
　　　　#define  LIMIT  20
　　#elif VERSION >= 3
　　　　#define  LIMIT  30
　　#endif

　　if ( num >= LIMIT ) {
　　　　num += 1;
　　}

　　#undef  LIMIT
}

C++ 言語のテンプレートはプリプロセッサーのマクロと同様に事前に展開する処理が
行われていますが、プリプロセッサーとは言われません。 なぜでしょう。 違いは、
プリプロセッサー(cpp)をコンパイルする独立した処理系に入っているかどうか
でしょう。 テンプレートには C++言語の要素が必要であるためプリプロセッサー
に入れられないのが、プリプロセッサーから外れた理由です。 前処理（プリプロセス）
だからではありません。

ちなみに、# は POSIX 系の設定ファイルやスクリプト ファイルではコメントとして
扱われることが多いですが、コメントにすれば C言語として処理されないために都合がよいと
考えたのでしょう。（ちなみに、# が行頭にしか書けないファイルもあります。）
このようにコメントにコードを埋め込むような言語仕様にすることは混乱の元なのですが、
JavaScript ではかなり広まってしまいました。

<script type="text/javascript">
<!--
（JavaScript のプログラム コード）
// -->
</script>

JavaScript をサポートする前のブラウザーが多く使われていたときには
仕方なかったことなのでしょう。 しかし、コメントにコードを埋め込むことは
混乱の元なので、現在では JavaScript のコードを <!-- --> の中に入れません。 
入れても使えるブラウザーもありますが、サイトが IE6 を対象外にするといった
ような宣言をして撲滅していくことは可能です。

C言語から派生した言語では、プリプロセッサーを使えない言語の方が多いです。 
プリプロセッサーは便利だと考えている人は、なぜ採用されないのか考えて
みましょう。 それなのに、プリプロセッサーの都合を優先するのはどういうこと
なのでしょう。



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