关于C语言中宏定义的高级运用

来源：互联网发布：oracle 索引优化原则编辑：程序博客网时间：2024/06/01 10:24

1、# （stringizing）字符串化操作符。

其作用是：将宏定义中的传入参数名转换成用一对双引号括起来参数名字符串。其只能用于有传入参数的宏定义中，且必须置于宏定义体中的参数名前。

如：

#define example(instr) printf("the input string is:/t%s/n",#instr)

#define example1(instr) #instr

当使用该宏定义时：

example(abc)；在编译时将会展开成：printf("the input string is:/t%s/n","abc");

string str=example1(abc)；将会展成：string str="abc"；

注意：

对空格的处理

a。忽略传入参数名前面和后面的空格。

如：str=example1( abc )；将会被扩展成 str="abc"；

b.当传入参数名间存在空格时，编译器将会自动连接各个子字符串，用每个子字符串中只以一个空格连接，忽略其中多余一个的空格。

如：str=exapme( abc def); 将会被扩展成 str="abc def"；

2、## （token-pasting）符号连接操作符

宏定义中：参数名，即为形参，如#define sum(a,b) (a+b)；中a和b均为某一参数的代表符号，即形式参数。

而##的作用则是将宏定义的多个形参成一个实际参数名。

如：

#define exampleNum(n) num##n

int num9=9;

使用：

int num=exampleNum(9); 将会扩展成 int num=num9;

注意：

1）.当用##连接形参时，##前后的空格可有可无。

如：#define exampleNum(n) num ## n 相当于 #define exampleNum(n) num##n

2）.连接后的实际参数名，必须为实际存在的参数名或是编译器已知的宏定义

// preprocessor_token_pasting.cpp

#include <stdio.h>

#define paster( n ) printf_s( "token" #n " = %d", token##n )

int token9 = 9;

int main()

{

paster(9);

}

运行结果：

token9 = 9

另外，如果##后的参数本身也是一个宏的话，##会阻止这个宏的展开。

    #define STRCPY(a, b)    strcpy(a ## _p, #b)
    int main()
    {
        char var1_p[20];
        char var2_p[30];
        strcpy(var1_p, "aaaa");
        strcpy(var2_p, "bbbb");
        STRCPY(var1, var2);
        STRCPY(var2, var1);
        printf("var1 = %s/n", var1_p);
        printf("var2 = %s/n", var2_p);
        return 0;

        /* 注意这里 */
        STRCPY(STRCPY(var1,var2),var2);
        /* 这里是否会展开为： strcpy(strcpy(var1_p,"var2")_p,"var2“）？
         * 答案是否定的：
         * 展开结果将是： strcpy(STRCPY(var1,var2)_p,"var2")
         * ## 阻止了参数的宏展开!
         * 如果宏定义里没有用到 # 和 ##, 宏将会完全展开
         */
    }

3、@# （charizing）字符化操作符。

只能用于有传入参数的宏定义中，且必须置于宏定义体中的参数名前。作用是将传的单字符参数名转换成字符，以一对单引用括起来。

#define makechar(x) #@x

a = makechar(b);

展开后变成了：

a= 'b';

4、/ 行继续操作符

当定义的宏不能用一行表达完整时，可以用"/"表示下一行继续此宏的定义。

另：关于其他网友对##和#的补充

1. 简单的说，“##”是一种分隔连接方式，它的作用是先分隔，然后进行强制连接。
     其中，分隔的作用类似于空格。我们知道在普通的宏定义中，预处理器一般把空格解释成分段标志，对于每一段和前面比较，相同的就被替换。但是这样做的结果是，被替换段之间存在一些空格。如果我们不希望出现这些空格，就可以通过添加一些 ##来替代空格。
     另外一些分隔标志是，包括操作符，比如 +, -, *, /, [,], ...，所以尽管下面的宏定义没有空格，但是依然表达有意义的定义： define add(a, b)  a+b
   而其强制连接的作用是，去掉和前面的字符串之间的空格，而把两者连接起来。

2. 举列 -- 试比较下述几个宏定义的区别

   #define A1(name, type)  type name_##type##_type 或

   #define A2(name, type)  type name##_##type##_type

   A1(a1, int);  /* 等价于: int name_int_type; */

   A2(a1, int);  /* 等价于: int a1_int_type;   */

   解释：

        1) 在第一个宏定义中，"name"和第一个"_"之间，以及第2个"_"和第二个"type"之间没有被分隔，所以预处理器会把name_##type##_type解释成3段： “name_”、“type”、以及“_type”，这中间只有“type”是在宏前面出现过的，所以它可以被宏替换。
        2) 而在第二个宏定义中，“name”和第一个“_”之间也被分隔了，所以预处理器会把name##_##type##_type解释成4段：“name”、“_”、“type”以及“_type”，这其间，就有两个可以被宏替换了。
        3) A1和A2的定义也可以如下：
#define A1(name, type)  type name_  ##type ##_type

                                      <##前面随意加上一些空格>

           #define A2(name, type)  type name ##_ ##type ##_type

结果是## 会把前面的空格去掉完成强连接，得到和上面结果相同的宏定义

3. 其他相关 -- 单独的一个 #

   至于单独一个#，则表示对这个变量替换后，再加双引号引起来。比如

      #define  __stringify_1(x)   #x

那么

      __stringify_1(linux)   <==>  "linux"

所以，对于MODULE_DEVICE_TABLE

     1) #define MODULE_DEVICE_TABLE(type,name)

             MODULE_GENERIC_TABLE(type##_device,name)

     2) #define MODULE_GENERIC_TABLE(gtype,name)

             extern const struct gtype##_id __mod_##gtype##_table

             __attribute__ ((unused, alias(__stringify(name))))

得到

      MODULE_DEVICE_TABLE(usb, products)

                             /*notes: struct usb_device_id products; */

<==> MODULE_GENERIC_TABLE(usb_device,products)

<==> extern const struct usb_device_id __mod_usb_device_table

             __attribute__ ((unused, alias("products")))

       注意到alias attribute需要一个双引号，所以在这里使用了__stringify(name)来给name加上双引号。另外，还注意到一个外部变量"__mod_usb_device_table"被alias到了本驱动专用的由用户自定义的变量products<usb_device_id类型>。这个外部变量是如何使用的，更多的信息请参看《probe()过程分析》。

4. 分析方法和验证方式 -- 编写一个简单的C程序

   用宏定义一个变量，同时用直接方式定义一个相同的变量，编译报告重复定义；
例：结果报错。

#include<stdio.h>#define A1(name,type) type nameint main(){A1(t1,int);int t1;/*t1=5;printf("t1=%d\n",t1);*/return 0;}

用宏定义一个变量，直接使用该宏定义的变量名称，编译通过且运行结果正确；

例：输出结果为：A1=5.

#include<stdio.h>#define A1(name,type) type nameint main(){A1(A1,int);A1=5;printf("A1=%d\n",A1);return 0;}

5.几个高级的宏定义运用解析

1）

#define tl_assert(expr)                                                 \  ((void) (LIKELY(expr) ? 0 :                                           \           (VG_(assert_fail) (/*isCore?*/False, #expr,                  \                              __FILE__, __LINE__,                       \                              __PRETTY_FUNCTION__,                      \                              ""),                                      \                              0)))

t1_assert是宏名，expr是参数名，后面的都是宏函数定义的函数体。void是函数返回值类型，后面的是一个3元表达式，LIKELY(expr)函数的返回值为真时，宏函数的返回值是0；LIKELY(expr)函数的返回值为假时，宏函数的返回值是函数(VG_(assert_fail) (False, #expr, __FILE__, __LINE__, __PRETTY_FUNCTION__,""), 0)的返回值。其中VG_()也是一个函数，它的作用是将某一固定的字符串与参数assert_fail连接，连接后的字符串又是一个新的函数名，后面括号中(False, #expr, __FILE__, __LINE__, __PRETTY_FUNCTION__,""）都是连接而成的函数的参数。

2）

#define VG_DETERMINE_INTERFACE_VERSION(pre_clo_init) \   void (*VG_(tl_pre_clo_init)) ( void ) = pre_clo_init;

主要功能是把一个函数指针指向另一个函数，其返回值为void，参数也为void。

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