C语言 #、##运算符和可变参数

在函数式宏定义中，#运算符用于创建字符串，#运算符后面应该跟一个形参（中间可以有空格或Tab），例如：

#define STR(s) # sSTR(hello world)

用cpp命令预处理之后是"hello␣world"，自动用"号把实参括起来成为一个字符串，并且实参中的连续多个空白字符被替换成一个空格。

在宏定义中可以用##运算符把前后两个预处理Token连接成一个预处理Token，和#运算符不同，##运算符不仅限于函数式宏定义，变量式宏定义也可以用。例如：

#define CONCAT(a, b) a##bCONCAT(con, cat)

预处理之后是concat。再比如，要定义一个宏展开成两个#号，可以这样定义：

#define HASH_HASH # ## #

中间的##是运算符，宏展开时前后两个#号被这个运算符连接在一起。注意中间的两个空格是不可少的，如果写成####，会被划分成##和##两个Token，而根据定义##运算符用于连接前后两个预处理Token，不能出现在宏定义的开头或末尾，所以会报错。

我们知道printf函数带有可变参数，函数式宏定义也可以带可变参数，同样是在参数列表中用...表示可变参数。例如：

#define showlist(...) printf(#__VA_ARGS__)#define report(test, ...) ((test)?printf(#test):\printf(__VA_ARGS__))showlist(The first, second, and third items.);report(x>y, "x is %d but y is %d", x, y);

预处理之后变成：

printf("The first, second, and third items.");((x>y)?printf("x>y"): printf("x is %d but y is %d", x, y));

在宏定义中，可变参数的部分用__VA_ARGS__表示，实参中对应...的几个参数可以看成一个参数替换到宏定义中__VA_ARGS__所在的地方。

调用函数式宏定义允许传空参数，这一点和函数调用不同，通过下面几个例子理解空参数的用法。

#define FOO() fooFOO()

预处理之后变成foo。FOO在定义时不带参数，在调用时也不允许传参数给它。

#define FOO(a) foo##aFOO(bar)FOO()

预处理之后变成：

foobarfoo

FOO在定义时带一个参数，在调用时必须传一个参数给它，如果不传参数则表示传了一个空参数。

#define FOO(a, b, c) a##b##cFOO(1,2,3)FOO(1,2,)FOO(1,,3)FOO(,,3)

预处理之后变成：

12312133

FOO在定义时带三个参数，在调用时也必须传三个参数给它，空参数的位置可以空着，但必须给够三个参数，FOO(1,2)这样的调用是错误的。

#define FOO(a, ...) a##__VA_ARGS__FOO(1)FOO(1,2,3,)

预处理之后变成：

112,3,

FOO(1)这个调用相当于可变参数部分传了一个空参数，FOO(1,2,3,)这个调用相当于可变参数部分传了三个参数，第三个是空参数。

gcc有一种扩展语法，如果##运算符用在__VA_ARGS__前面，除了起连接作用之外还有特殊的含义，例如内核代码net/netfilter/nf_conntrack_proto_sctp.c中的：

#define DEBUGP(format, ...) printk(format, ## __VA_ARGS__)

printk这个内核函数相当于printf，也带有格式化字符串和可变参数，由于内核不能调用libc的函数，所以另外实现了一个打印函数。这个函数式宏定义可以这样调用：DEBUGP("info no. %d", 1)。也可以这样调用：DEBUGP("info")。后者相当于可变参数部分传了一个空参数，但展开后并不是printk("info",)，而是printk("info")，当__VA_ARGS__是空参数时，##运算符把它前面的,号“吃”掉了。