C语言的艺术：强大的宏

这次不讲算法了，讲一讲C语言里面一个很强大的功能：宏。
宏，是一个大家都很熟悉的概念，很多人也经常使用宏，但是用的都不怎么深，我所知道的最常见的用法就是用宏抽象数组长度。

#define N 99a[N] = {0};

实际上，宏就是简单的替换，编译器在编译程序时，遇到N,会将其替换成99。
那么下面来看这段代码：

#define sqrt(x) x*xsqrt(5);sqrt(3+2);

这里就出现了问题，sqrt(5)的结果是25没错，但是sqrt(3+2)的结果错误，为什么呢？注意，前面说过，宏是简单替换sqrt(3+2)替换后变成3+2*3+2，所以结果是11，想要结果正确，需要这样定义宏：

#define sqrt(x) (x)*(x)

这样就没问题了。
当然，宏很强大，还有很多其他的功能。比方说转换字符串，在讲这个知识点前，我想问大家，我们该如何创建一个如：”“”“”“”“”“”“”；全是引号的字符串？很容易可以想到使用转义，但是转义是不是太麻烦了？所以下面介绍一种新方法：

#define String(x) # xprintf(String(""""""));

这个宏的作用可以简单理解为将String()括号里的字符串原样输出，但是在使用时，如果引号不匹配，会导致报错，而且它还会有意想不到的结果。后面我会再次提到这个。
上面讲了#号，很多人应该听说过，还有##这个功能吧。其实##很简单。

#define Link(a,b) a ## bint Link(a,i);

a ## b的作用就是将 a 和 b 连接起来，组合成ab，那么上面的程序
int Link(a,i);就等价于int ai;
这是个很有用的功能，但是大家千万不要乱用，这个功能单单放在C语言里是没有什么用的，有人写下面的代码：

int i = 0;int Link(a,i);++i;int Link(a,i);++i;int Link(a,i);++i;int Link(a,i);

看上去这样好像是对的，但是并不是你想象的那样，并没有定义a0,a1,a2,a3;而是定义了四次ai;所以程序会报错。再说一遍，宏只是简单替换，替换的背后没有任何逻辑。

下面再来看一个输出的用法：

#define Write(String) printf(#String)Write(Liuruiyang);

这个宏定义里面使用了#的功能，将Liuruiyang这串字转换成字符串。
但是，上面的这段宏是有BUG的。比如：

int x = 0, y = 1;Write("x is %d and y is %d", x, y);

你可以试一下，结果是报错
macro “Write” passed 3 arguments, but takes just 1
Write(“x is %d and y is %d”, x, y);
说参数不够，呵呵，那我给你3个参数不就行了。

#define Write(String,a,b) printf(#String,a,b)

这一改，就对了。但是这样输出两个参数就不行了。

Write("x is %d and y is %d", x);

可以看出，宏也是严格控制参数的，那么如何让这个宏只读取两个参数呢？

Write("x is %d and y is %d", x,);

这种写法仅仅比上面的写法多了一个逗号，这样依旧报错，但是报错不在宏定义上，而是定向在了printf();函数上，因为printf();传入了一个错误参数。

下面讲最后一个知识点：
我们使用宏的时候，有时并不知道到底要传进来多少参数，这时，可以按下面的方法写：

#define Write(...) printf(#__VA_ARGS__)int x = 0, y = 1;Write("x is %d and y is %d", x, y);

运行一下，看到结果又要呵呵了。
“x is 4201104 and y is 2686868”, x, y
当然，对这个运行结果我就不多说了，认真看的人一眼就能看出错在哪。
下面说一下这个可变参数：
直接看是看不出来什么的，还是改一改运行一下吧。

#define Write(...,a) printf(#__VA_ARGS__)

改成这样是报错的，跟函数一样，函数也有可变参数，可变参数必须位于所有参数的末尾，那就再改吧。

#define Write(a,...) printf(#__VA_ARGS__)

这样的话就直接输出为 x, y 了。
看不出来什么？那再改改。

#define Write(a,b,...) printf(#__VA_ARGS__)

运行结果变成了 y 。
这三种宏，使得结果从”x is 4201104 and y is 2686868”, x, y变为x, y再变为y。
那么还可以再改成这样：

#define Write(a,b,c,...) printf(#__VA_ARGS__)

想必大家已经知道结果了。
很明显，每次截取了一个逗号，这有点像那些动态语言里面的列表解析这个概念了，或者说那些动态语言的列表解析就是这样实现的，Python就是用C语言写的，有没有想要去看Python源码的冲动呢，还有列表解析究竟是干什么用的呢？当然，这些都是题外话了，我可不希望有人看到了Python，试了试，发现Python很简单，就放下C语言而跑去学Python。我也不是说Python不好，我只是觉得与C语言相比，Python更适合去做一些工作周期短的开发，如果你的目的是学习，那就不要犹豫，当然选C语言。
我是算法吹，以后会给大家带来更多精彩的算法。