C言語のプリプロセッサ警告 C5105について解説: defined演算子取り扱いの注意と対策

c言語のソースコードをコンパイルする際に、MSVCコンパイラの新しいプリプロセッサオプションを使用すると、マクロ展開の結果にdefined演算子が現れる場合に警告C5105が表示されます。

この警告は、C標準でundefinedとされている動作が原因で、プログラムの移植性に影響を及ぼす可能性があります。

警告の発生を抑制するには、マクロ内でdefined演算子の使用を避けるか、特定の警告をオフにする方法があります。

プリプロセッサと defined 演算子の基本知識

C言語におけるプリプロセッサの役割

C言語では、プリプロセッサがソースコードのコンパイル前に様々なテキスト処理を行います。

主な役割としては、

• マクロの展開
• 条件付きコンパイルの管理
• ファイルのインクルードの処理

などが挙げられ、コードの可読性や再利用性を高めるために活用されます。

また、コンパイルの段階で不要なコードの除去や、環境に応じた設定変更なども実現できるため、効率的な開発をサポートします。

defined演算子の仕様と動作

defined 演算子は、条件付きコンパイルにおいてマクロが定義されているかどうかを判定するために利用されます。

以下のように使われ、#if や #elif の条件文中で評価されます。

#if defined(MACRO_NAME)
// MACRO_NAME が定義されている場合の処理
#else
// 定義されていない場合の処理
#endif

この演算子は、評価結果として真(非ゼロ)または偽(0)を返します。

ただし、defined 演算子が予期しない場所で展開されると、C言語標準で未定義動作となり、移植性に影響を及ぼす可能性があります。

そのため、位置や使用方法に十分注意する必要があります。

警告 C5105 の発生メカニズム

警告発生の背景

警告 C5105 は、プリプロセッサがマクロ展開の結果として defined 演算子を検出した場合に発生します。

C言語の標準仕様では、マクロの展開結果における defined 演算子の取り扱いが未定義であるため、他のコンパイラと振る舞いが変わる可能性があるのです。

マクロ展開時における defined 演算子の位置問題

マクロ内で defined 演算子が不意に現れると、演算子の正しい解釈が行われず、意図しない動作となる場合があります。

例えば、以下のようなコードでは、マクロ展開後に defined が現れる位置が問題となり、警告が発生する可能性があります。

#define CHECK_MACRO defined MY_MACRO
#if CHECK_MACRO
    // 条件成立時の処理
#else
    // 条件不成立時の処理
#endif

このようなケースでは、マクロが展開された後に defined 演算子が現れるため、C言語標準では不定の動作となります。

C標準との不整合による移植性の懸念

C言語標準では、プリプロセッサの動作が厳密には規定されておらず、特に defined 演算子の扱いに関してはコンパイラごとの差異が生じやすいです。

そのため、あるコンパイラ(特にMSVCの新しい実験的プロセッサ)では警告 C5105 が発生し、他のコンパイラでは正常に動作する可能性があるため、移植性が問題となります。

具体的には、同じコードであってもコンパイル環境が異なると結果が変わる可能性があるため、注意が必要です。

MSVC独自の動作とオプション

/experimental:preprocessor オプションの影響

MSVCでは、C言語標準に近い形式でプリプロセッサを実装するために、/experimental:preprocessor オプションが導入されています。

このオプションを指定すると、プリプロセッサの動作が厳密なC標準に基づいて行われ、定義の取り扱いに関して警告 C5105 が発生しやすくなります。

つまり、従来の動作では見逃されていた問題が明確に露呈されるのです。

/permissive:preprocessor オプションとの関係

MSVCでは、/permissive- オプションを使用することで互換性のあるコーディングを推奨する動作が選択されます。

このオプションを有効にしていても、/experimental:preprocessor オプションと併用すると defined 演算子の評価が行われ、警告 C5105 が発生する可能性があります。

一方、/permissive- 単体では、MSVC独自の動作により defined 演算子の評価が柔軟に行われるケースもあるため、オプション間の相互作用を十分に確認する必要があります。

コード例と動作確認

警告再現のためのコード例解説

以下のサンプルコードは、defined 演算子がマクロ展開後に現れることで警告 C5105 を引き起こす例です。

コード内のコメントに注意点を示しているため、どの部分が問題となるか確認してください。

#include <stdio.h>
// マクロの展開結果に defined 演算子が含まれる例
#define DEFINED_TEST defined TEST
// 条件付きコンパイルでマクロ展開後の結果を評価
#if DEFINED_TEST  // ここで警告 C5105 が発生する可能性あり
    #define RESULT 1
#else
    #define RESULT 0
#endif
int main(void) {
    // 結果を表示する
    printf("RESULT: %d\n", RESULT);
    return 0;
}

RESULT: 0

このコードでは、DEFINED_TEST が展開されると、#if defined TEST のような形にならず、誤った評価となるため、コンパイラから警告が出される可能性があります。

コンパイル環境と使用オプション

警告 C5105 を発生させるためには、以下の条件を満たす必要があります。

• コンパイラ：Visual Studio 2017 バージョン 15.8 以降
• オプション：
  • /experimental:preprocessor を指定して、実験的な標準準拠プリプロセッサを有効にする
  • 必要に応じて /permissive- を併用する場合、警告が顕在化しやすくなる

環境が整っている場合、上記のコードをコンパイルすると、コンパイラから移植性に関する警告が出力されることを確認できます。

警告回避のための対策方法

マクロ内から defined 演算子の分離

警告 C5105 を回避するためには、defined 演算子をマクロの展開結果から取り除く工夫が必要です。

具体的には、以下のように defined 演算子をマクロ内に含めず、直接 #if文で評価する方法が推奨されます。

#include <stdio.h>
// TEST マクロが定義されているかを直接評価
#if defined(TEST)
    #define RESULT 1
#else
    #define RESULT 0
#endif
int main(void) {
    printf("RESULT: %d\n", RESULT);
    return 0;
}

この方法により、マクロ展開後に defined 演算子が現れることを防ぎ、警告を回避することができます。

警告抑制のためのプリプロセッサ指示

#pragma warning(suppress : 5105) の活用

一部のコードでは、意図的にマクロ展開内で defined 演算子を利用する必要がある場合があります。

その際に、該当行だけ警告を抑制するために、以下のように #pragma warning(suppress : 5105) を利用することができます。

#include <stdio.h>
// 警告抑制のためのプリプロセッサ指示
#pragma warning(suppress : 5105)
#define DEFINED_TEST defined TEST
#if DEFINED_TEST
    #define RESULT 1
#else
    #define RESULT 0
#endif
int main(void) {
    printf("RESULT: %d\n", RESULT);
    return 0;
}

この方法を用いることで、該当箇所のみ警告を無視し、コード全体の可読性や動作を維持することが可能です。

/wd5105 オプションによる全体抑制

また、コンパイル時のコマンドラインオプションとして /wd5105 を使用する方法もあります。

このオプションを指定すると、ファイル全体で発生する警告 C5105 をグローバルに無効化できます。

具体的には、コマンドラインで以下のように指定します。

• コマンド例：

cl /EHsc /experimental:preprocessor /wd5105 sample.c

これにより、警告が出力されずにコンパイルが行われるため、特定のコードセクションに変更を加えることなく警告を抑制することが可能です。

まとめ

この記事では、C言語のプリプロセッサの役割と、defined 演算子の基本的な動作を解説しています。

また、マクロ展開に起因する警告 C5105 の発生理由、MSVC独自のオプション(/experimental:preprocessor や /permissive-)の影響、具体的な再現例を通して問題点を明示しました。

さらに、警告を回避するための対策や、特定箇所のみ抑制する方法についても理解できる内容となっています。