Makro (software)

Makro (od „macroinstruction“ z řeckého slova „μακρό“ – „velké“ nebo „daleko“) je v informatice definice pravidla, jak bude vstupní posloupnost transformována na výstupní posloupnost (znaků, akcí, výpočtů a podobně). Tuto transformaci označujeme jako substituci nebo expanzi makra. Původní termín byl zaveden překladači jazyka symbolických adres, kde programátor může pomocí makra zaměnit dlouhou sekvenci příkazů jediným krátkým výrazem (makrem).

Kancelářský balík

V kancelářských balících (Microsoft Office, LibreOffice a podobně) označuje makro posloupnost akcí, funkcí nebo příkazů, které usnadňují určitou činnost (např. v programech Microsoft Word a Microsoft Excel). Používají se většinou jako posloupnost kroků při výpočtech, úpravách textu a podobně. Jednoduchým příkladem může být makro pro odstranění speciálních znaků tabulátor a odřádkování nebo makro aktivující určitou akci po stisknutí vybrané kombinace kláves.

Programování

V programovacích jazycích (jazyk C nebo C++) jsou makra nepostradatelnou pomůckou, která je implementována na úrovni preprocesoru jazyka C (cpp). Makra slouží k definování symbolů využitelných při podmíněném překladu, ale i k definování komplikovaných sekvencí, které jsou následně volány v zápisu zdrojového kódu. Výhodou maker je, že jejich předefinováním se při překladu zdrojového kódu automaticky zamění všechny jejich výskyty, což minimalizuje chyby, které by přinesly mnohanásobné editace kódu.[1][2] Použití makra také může ušetřit režii spojenou s voláním funkce. Nevýhodou je slabší typová kontrola a případné vedlejší efekty při nesprávném použití maker. Z tohoto důvodu se doporučuje upřednostňovat před makry inline-funkce.

Makra jsou texty, které se dají představit jako zdrojové kódy. Ovšem jako se zdrojovými kódy se s nimi pracuje až po zpracování preprocesoru. V mnoha implementacích C-jazyka je preprocesor C-jazyka implementován jako samostatný program, v operačním systému Linux jej lze obvykle volat pod názvem cpp (C Pre Processor). Tento program nahrazuje ve zdrojovém kódu identifikátor makra jeho obsahem, tj. rozvojem textu makra. Při rozvoji makra se v textu makra provádí substituce formálních parametrů makra za texty uvedené v závorce při volání makra.

Preprocesor je volán překladačem, nebo je přímo jeho součástí. Preprocesor odstraní ze zdrojového kódu komentáře a nahradí makra, které jsou ve zdrojovém kódu. Například když zapíšete do zdrojového kódu #include <stdio.h>, pak preprocesor vloží na místo tohoto řádku hlavička standardní knihovny <stdio.h>. Všechny direktivy preprocesoru C-jazyka začínají znakem #.

Direktiva preprocesoru musí být vždy první na novém řádku. Před ní mohou být maximálně jen „bílé znaky“ (tabulátor, mezera, …). Direktiva končí s koncem řádku. Pokud chcete pokračovat na novém řádku, pak před „konec řádku“ napište zpětné lomítko.

Podle normy ANSI C existují následující makra, které musí každý preprocesor jazyka C znát. Standardní makra preprocesoru začínají a končí dvěma podtržítky.

Makra, která má znát preprocesor C-jazyka
Makrovýznamdatový typ
__cplusplus__Určuje, zda byl použit překladač C++int (1 nebo 0)
__STDC__Určuje, zda překladač splňuje ANSI Cint (1 nebo 0)
__LINE__Pořadové číslo aktuálního řádkuint
__FILE__Jméno aktuálního vstupního souborustring
__TIME__Čas spuštění preprocesorustring
__DATE__Datum spuštění preprocesorustring

Existují i implementačně závislá makra, která jsou definována jen na některých OS a v některých preprocesorech jazyka C. Například makro __linux__ se může hodit ke zjištění, zda program překládáme v linuxu.

Implementačně závislá makra C-jazyka
Makrovýznamdatový typ
__linux__Určuje, zda je zdrojový kód překládán v Linuxuint (1 nebo 0)
__unix__Obdobně jako linuxint (1 nebo 0)
__MSDOS__Verse DOSustring
__i386__Určuje, zda jde o procesor z řady i386int (1 nebo 0)
__VERSION__Verze překladače GNU Cstring


Existují dva typy maker:

Makra bez parametrů

Používají se pro definici konstant, kdy se místo konstanty používá nějaké specifické slovo. Používané pravidlo v tomto případě je psát identifikátor makra bez parametru velkými písmeny. Kromě standardních maker se dají vytvářet vlastní makra. Jejich užívání je velmi rozšířené, například je lze použít pro definování počtu prvků pole. Takové makro se pak používá v celém zdrojovém kódu a při změně počtu prvků pole stačí změnit jen makro. Makro se definuje za direktivou #define a lze jej zrušit direktivou #undef.

#define NAZEV makro
 zdrojový kód kde makro používáme
#undef NAZEV
 zde už makro není definované


Zápis takového makra pak vypadá:

 #define identifikator_makra text_vlozeneho_makra

Volání takového makra pak vypadá:

 Identifikator_makra

Makra s parametry

Makra mohou mít také argumenty. Jsou uzavřeny v kulatých závorkách za jménem makra a pokud je více než jeden argument, jsou odděleny čárkou. Mezi jménem makra a závorkou obsahující argumenty nesmí být mezera.

#define NAZEV(argument1, argument2, …)

Obsahují formální parametry, se kterými se v textu makra dále pracuje. Často se používají namísto funkcí. Rozdíl mezi makry a funkcí je ten, že makra jsou rychlejší a za formální parametry mohou být načteny i hodnoty libovolných datových typů. Používané pravidlo je psát identifikátor malými písmeny.

Zápis takového makra pak vypadá:

 #define identifikátor_makra(seznam formálních parametru) text_vlozeneho_makra

Volání takového makra pak vypadá:

 identifikátor_makra(seznam skutečných parametrů)

Alternativní jazyky

Některé jazyky, jako třeba PHP, mohou být vloženy do libovolného textového formátu, nebo zdrojových kódů jiných jazyků. Mechanismus, kterým se rozpozná kód jazyka (např. v již zmíněném php: <?php a ?>) je podobný jako textové makro jazyka. Ale existují mnohem silnější plnohodnotné jazyky.

Reference

  1. GREENWALD, Irwin D. The Share 709 System: Programming and Modification. Journal of the ACM. New York, NY, USA: ACM, April 1959, roč. 6, čís. 2, s. 128–133. Dostupné online [PDF]. DOI 10.1145/320964.320967.  Quotation: "One of the important uses of programmer macros is to save time and clerical-type errors in writing sequence of instructions which are often repeated in the course of a program."
  2. STRACHEY, Christopher. A General Purpose Macrogenerator. Computer Journal. October 1965, roč. 8, čís. 3, s. 225–241. DOI 10.1093/comjnl/8.3.225.