C语言宏定义##连接符和#符的使用

[cpp] view plain copy print?#include<stdio.h>  #define f(a,b) a##b  #define g(a) #a  #define h(a) g(a)  int main()  {   printf("%s\n",h(f(1,2)));   printf("%s\n",g(f(1,2)));   return 0;  }  在宏定义里，a##b就是把a,b联接起来，比如f(1,2)就是12，但是是数。#a就是把a转化成字串，并合并。所以 printf("%s\n",g(f(1,2)));就直接把f(1,2)转成字串了。#define A(x) T_##x#define B（x) #@x#define C（x) #x我们假设：x=1，则有：A(1)------〉T_1B(1)------〉'1'C(1)------〉"1"C语言中如何使用宏C（和C++）中的宏（Macro）属于编译器预处理的范畴，属于编译期概念（而非运行期概念）。下面对常遇到的宏的使用问题做了简单总结。关于#和##在c语言的宏中，#的功能是将其后面的宏参数进行字符串化操作（Stringfication），简单说就是在对它所引用的宏变量 通过替换后在其左右各加上一个双引号。比如下面代码中的宏：#define WARN_IF(EXP)    do{ if (EXP)    fprintf(stderr, "Warning: " #EXP "/n"); }   while(0)那么实际使用中会出现下面所示的替换过程：WARN_IF (divider == 0);被替换为do {if (divider == 0)fprintf(stderr, "Warning" "divider == 0" "/n");} while(0);这样每次divider（除数）为0的时候便会在标准错误流上输出一个提示信息。而##被称为连接符（concatenator），用来将两个Token连接为一个Token。注意这里连接的对象是Token就行，而不一定 是宏的变量。比如你要做一个菜单项命令名和函数指针组成的结构体的数组，并且希望在函数名和菜单项命令名之间有直观的、名字上的关系。那么下面的代码就非常实用：struct command{char * name;void (*function) (void);};#define COMMAND(NAME) { NAME, NAME ## _command }// 然后你就用一些预先定义好的命令来方便的初始化一个command结构的数组了：struct command commands[] = {COMMAND(quit),COMMAND(help),...}COMMAND宏在这里充当一个代码生成器的作用，这样可以在一定程度上减少代码密度，间接地也可以减少不留心所造成的错误。我们还可以n个##符号连接 n+1个Token，这个特性也是#符号所不具备的。比如：#define LINK_MULTIPLE(a,b,c,d) a##_##b##_##c##_##dtypedef struct _record_type LINK_MULTIPLE(name,company,position,salary);// 这里这个语句将展开为：//  typedef struct _record_type name_company_position_salary;      ## 连接符号由两个井号组成，其功能是在带参数的宏定义中将两个子串(token)联接起来，从而形成一个新的子串。但它不可以是第一个或者最后一个子串。所谓的子串(token)就是指编译器能够识别的最小语法单元。     #符是把传递过来的参数当成字符串进行替代。      下面来看看它们是怎样工作的。这是MSDN上的一个例子。 假设程序中已经定义了这样一个带参数的宏：         #define paster( n ) printf( "token" #n " = %d", token##n )           同时又定义了一个整形变量： int token9 = 9;          现在在主程序中以下面的方式调用这个宏： paster( 9 );         那么在编译时，上面的这句话被扩展为： printf( "token" "9" " = %d", token9 );        注意到在这个例子中，paster(9);中的这个”9”被原封不动的当成了一个字符串，与”token”连接在了一起，从而成为了token9。而#n也被”9”所替代。 可想而知，上面程序运行的结果就是在屏幕上打印出token9=9        定义单行宏：主要有以下三种用法．   1) 前加##或后加##，将标记作为一个合法的标识符的一部分．注意，不是字符串．多用于多行的宏定义中．例如：       #define A(x)  T_##x则 int A(1) = 10; //等效于int T_1 = 10;#define A(x)  Tx##__则 int A(1) = 10; //等效于int T1__ = 10;    2) 前加#@，将标记转换为相应的字符，注意：仅对单一标记转换有效        #define B(x) #@x 则B(a)即’a’，B(1)即’1’．但B(abc)却不甚有效．   3) 前加#，将标记转换为字符串． #define C(x) #x 则C(1+1) 即 ”1+1”．关于...的使用...在C宏中称为Variadic Macro，也就是变参宏。比如：#define myprintf(templt,...) fprintf(stderr,templt,__VA_ARGS__)// 或者#define myprintf(templt,args...) fprintf(stderr,templt,args)第一个宏中由于没有对变参起名，我们用默认的宏__VA_ARGS__来替代它。第二个宏 中，我们显式地命名变参为args，那么我们在宏定义中就可以用args来代指变参了。同C语言的stdcall一样，变参必须作为参数表的最有一项出 现。当上面的宏中我们只能提供第一个参数templt时，C标准要求我们必须写成：myprintf(templt,);的形式。这时的替换过程为：myprintf("Error!/n",);替换为：fprintf(stderr,"Error!/n",);这是一个语法错误，不能正常编译。这个问题一般有两个解决方法。首先，GNU CPP提供的解决方法允许上面的宏调用写成：myprintf(templt);而它将会被通过替换变成：fprintf(stderr,"Error!/n",);很明显，这里仍然会产生编译错误（非本例的某些情况下不会产生编译错误）。除了这种方式外，c99和GNU CPP都支持下面的宏定义方式：#define myprintf(templt, ...) fprintf(stderr,templt, ##__VAR_ARGS__)这时，##这个连接符号充当的作用就是当__VAR_ARGS__为空的时候，消除前面的那个逗号。那么此时的翻译过程如下：myprintf(templt);被转化为：fprintf(stderr,templt);这样如果templt合法，将不会产生编译错误。 这里列出了一些宏使用中容易出错的地方，以及合适的使用方式。错误的嵌套－Misnesting宏的定义不一定要有完整的、配对的括号，但是为了避免出错并且提高可读性，最好避免这样使用。由操作符优先级引起的问题－Operator Precedence Problem由于宏只是简单的替换，宏的参数如果是复合结构，那么通过替换之后可能由于各个参数之间的操作符优先级高于单个参数内部各部分之间相互作用的操作符优先级，如果我们不用括号保护各个宏参数，可能会产生预想不到的情形。比如：#define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y那么a = ceil_div( b & c, sizeof(int) );将被转化为：a = ( b & c  + sizeof(int) - 1) / sizeof(int);// 由于+/-的优先级高于&的优先级，那么上面式子等同于：a = ( b & (c + sizeof(int) - 1)) / sizeof(int);这显然不是调用者的初衷。为了避免这种情况发生，应当多写几个括号：#define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))消除多余的分号－Semicolon Swallowing通常情况下，为了使函数模样的宏在表面上看起来像一个通常的C语言调用一样，通常情况下我们在宏的后面加上一个分号，比如下面的带参宏：MY_MACRO(x);但是如果是下面的情况：#define MY_MACRO(x) {   /* line 1 */    /* line 2 */    /* line 3 */ }//...if (condition())MY_MACRO(a);else{...}这样会由于多出的那个分号产生编译错误。为了避免这种情况出现同时保持MY_MACRO(x);的这种写法，我们需要把宏定义为这种形式：#define MY_MACRO(x) do {/* line 1 */    /* line 2 */    /* line 3 */ } while(0)这样只要保证总是使用分号，就不会有任何问题。Duplication of Side Effects这里的Side Effect是指宏在展开的时候对其参数可能进行多次Evaluation（也就是取值），但是如果这个宏参数是一个函数，那么就有可能被调用多次从而达到不一致的结果，甚至会发生更严重的错误。比如：#define min(X,Y) ((X) > (Y) ? (Y) : (X))//...c = min(a,foo(b));这时foo()函数就被调用了两次。为了解决这个潜在的问题，我们应当这样写min(X,Y)这个宏：#define min(X,Y) ({ typeof (X) x_ = (X);    typeof (Y) y_ = (Y);    (x_ < y_) ? x_ : y_; })({...})的作用是将内部的几条语句中最后一条的值返回，它也允许在内部声明变量（因为它通过大括号组成了一个局部Scope）。

宏中的#的功能是将其后面的宏参数进行字符串化操作（Stringizing operator），简单说就是在它引用的宏变量的左右各加上一个双引号。如定义好#define STRING(x) #x之后，下面二条语句就等价。       char *pChar = "hello";       char *pChar = STRING(hello);还有一个#@是加单引号（Charizing Operator）#define makechar(x)  #@x       char ch = makechar(b);与char ch = 'b';等价。但有小问题要注意，宏中遇到#或##时就不会再展开宏中嵌套的宏了。什么意思了？比如使用char *pChar = STRING(__FILE__);虽然__FILE__本身也是一个宏，但编译器不会展开它，所以pChar将指向"__FILE__"而不是你要想的形如"D:\XXX.cpp"的源文件名称。因此要加一个中间转换宏，先将__FILE__解析成"D:\XXX.cpp"字符串。定义如下所示二个宏：#define _STRING(x) #x#define STRING(x) _STRING(x)再调用下面语句将输出带""的源文件路径       char* pChar = STRING(__FILE__);       printf("%s %s\n", pChar, __FILE__);可以比较下STRING(__FILE__)与__FILE__的不同，前将带双引号，后一个没有双引号。再讲下##的功能，它可以拼接符号（Token-pasting operator）。MSDN上有个例子：#define paster( n ) printf( "token"#n" = %d\n", token##n )int token9 = 100;再调用  paster(9);宏展开后token##n直接合并变成了token9。整个语句变成了printf( "token""9"" = %d", token9 );在C语言中字符串中的二个相连的双引号会被自动忽略，于是上句等同于printf("token9 = %d", token9);。即输出token9 = 100有了上面的基础后再来看示例1#define WIDEN2(x) L ## x#define WIDEN(x) WIDEN2(x)#define __WFILE__ WIDEN(__FILE__)wchar_t *pwsz = __WFILE__;第一个宏中的L是将ANSI字符串转化成unicode字符串。如：wchar_t *pStr = L"hello";再来看wchar_t *pwsz = __WFILE__;__WFILE__被首先展开成WIDEN(__FILE__)，再展开成WIDEN2("__FILE__表示的字符串")，再拼接成L"__FILE__表示的字符串" 即L"D:\XXX.cpp" 从而得到unicode字符串并取字符串地址赋值给pwsz指针。在VC中_T()，TEXT ()也是用的这种技术。在tchar.h头文件中可以找到：#define _T(x)       __T(x)#define __T(x)      L ## x在winnt.h头文件中可以找到#define TEXT(quote) __TEXT(quote)   // r_winnt#define __TEXT(quote) L##quote      // r_winnt因此不难理解为什么第三条语句会出错error C2065: 'LszText' : undeclared identifier       wprintf(TEXT("%s %s\n"), _T("hello"), TEXT("hello"));       char szText[] = "hello";       wprintf(TEXT("%s %s\n"), _T(szText), TEXT(szText));而将"hello"定义成宏后就能正确运行。#define SZTEXT "hello"       wprintf(TEXT("%s %s\n"), _T(SZTEXT), TEXT(SZTEXT));