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C/C++可變引數,“## __VA_ARGS__”巨集的介紹和使用

轉自:http://www.linuxidc.com/Linux/2014-06/102923.htm

在閱讀程式碼的時候,在一個巨集定義語句中,發現了個之前未曾見過的編譯器預定義巨集:“__VA_ARGS__”。當時,從程式碼語句中推測它代表巨集引數:“…”(本文稱之為省略號),依稀記得printf函式宣告中有使用這個省略號,大概的意思是表示可變化的引數,但未深入瞭解。

在網上看了相關文章的介紹,主要涉及了C/C++函式中可變化引數的基礎知識,並延伸到巨集定義中的可變引數。借這一次的學習,算是對可變化引數有了比較詳細的瞭解,尤其是解開了一直縈繞在頭腦中printf函式宣告中這個省略號的疑惑。

為更好了解C/C++中可變引數的知識,我從網上摘錄了兩篇文章,算是自己的一個總結。本篇主要是關於“## __VA_ARGS__”巨集的介紹和使用。


在GNU C中,巨集可以接受可變數目的引數,就象函式一樣,例如:

 
1 2 #define pr_debug(fmt,arg...) \ printk(KERN_DEBUG fmt, ##arg)

用可變引數巨集(variadic macros)傳遞可變引數表 
你可能很熟悉在函式中使用可變引數表,如:

 
1 void  printf ( const  char * format, ...);

直到最近,可變引數表還是隻能應用在真正的函式中,不能使用在巨集中。

C99編譯器標準終於改變了這種局面,它允許你可以定義可變引數巨集(variadic macros),這樣你就可以使用擁有可以變化的引數表的巨集。可變引數巨集就像下面這個樣子:

 
1 #define debug(...) printf(__VA_ARGS__)

預設號代表一個可以變化的引數表。使用保留名 __VA_ARGS__ 把引數傳遞給巨集。當巨集的呼叫展開時,實際的引數就傳遞給 printf()了。例如:

 
1 Debug( "Y = %d\n" , y);


而處理器會把巨集的呼叫替換成:

 
1 printf ( "Y = %d\n" , y);

因為debug()是一個可變引數巨集,你能在每一次呼叫中傳遞不同數目的引數:

 
1 debug( "test" );   // 一個引數


可變引數巨集不被ANSI/ISO C++ 所正式支援。因此,你應當檢查你的編譯器,看它是否支援這項技術。

用GCC和C99的可變引數巨集, 更方便地列印除錯資訊

gcc的預處理提供的可變引數巨集定義真是好用:

 
1 2 3 4 5 6 #ifdef DEBUG #define dbgprint(format,args...) \ fprintf (stderr, format, ##args) #else #define dbgprint(format,args...) #endif

如此定義之後,程式碼中就可以用dbgprint了,例如dbgprint("%s", __FILE__);

下面是C99的方法:

 
1 #define dgbmsg(fmt,...) printf(fmt,__VA_ARGS__)

新的C99規範支援了可變引數的巨集 
具體使用如下:

以下內容為程式程式碼:

 
1 2 3 4 5 6 7 8 #include <stdarg.h> #include <stdio.h> #define LOGSTRINGS(fm, ...) printf(fm,__VA_ARGS__) int  main() { LOGSTRINGS( "hello, %d " , 10); return  0; }

但現在似乎只有gcc才支援。 
可變引數的巨集裡的'##'操作說明帶有可變引數的巨集(Macros with a Variable Number of Arguments) 
在1999年版本的ISO C 標準中,巨集可以象函式一樣,定義時可以帶有可變引數。巨集的語法和函式的語法類似。下面有個例子:

 
1 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)


這裡,'...'指可變引數。這類巨集在被呼叫時,它(這裡指'...')被表示成零個或多個符號,包括裡面的逗號,一直到到右括弧結束為止。當被呼叫時,在巨集體(macro body)中,那些符號序列集合將代替裡面的__VA_ARGS__識別符號。更多的資訊可以參考CPP手冊。 
GCC始終支援複雜的巨集,它使用一種不同的語法從而可以使你可以給可變引數一個名字,如同其它引數一樣。例如下面的例子:

 
1 #define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)


這和上面舉的那個ISO C定義的巨集例子是完全一樣的,但是這麼寫可讀性更強並且更容易進行描述。 
GNU CPP還有兩種更復雜的巨集擴充套件,支援上面兩種格式的定義格式。 
在標準C裡,你不能省略可變引數,但是你卻可以給它傳遞一個空的引數。例如,下面的巨集呼叫在ISO C裡是非法的,因為字串後面沒有逗號: 
debug ("A message") 
GNU CPP在這種情況下可以讓你完全的忽略可變引數。在上面的例子中,編譯器仍然會有問題(complain),因為巨集展開後,裡面的字串後面會有個多餘的逗號。

為了解決這個問題,CPP使用一個特殊的'##'操作。書寫格式為:

 
1 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __VA_ARGS__)

這裡,如果可變引數被忽略或為空,'##'操作將使前處理器(preprocessor)去除掉它前面的那個逗號。如果你在巨集呼叫時,確實提供了一些可變引數,GNU CPP也會工作正常,它會把這些可變引數放到逗號的後面。象其它的pasted macro引數一樣,這些引數不是巨集的擴充套件。 
##還可以起到替換作用 
如:

 
1 #define FUN(IName) IName##_ptr


這裡將會把IName變成實際資料.

怎樣寫引數個數可變的巨集 
一種流行的技巧是用一個單獨的用括弧括起來的的 ``引數" 定義和呼叫巨集, 引數在 巨集擴充套件的時候成為類似 printf() 那樣的函式的整個引數列表。

 
1 2 #define DEBUG(args) (printf("DEBUG: "), printf args) if  (n != 0) DEBUG(( "n is %d\n" , n));


明顯的缺陷是呼叫者必須記住使用一對額外的括弧。 
gcc 有一個擴充套件可以讓函式式的巨集接受可變個數的引數。 但這不是標準。另一種 可能的解決方案是根據引數個數使用多個巨集 (DEBUG1, DEBUG2, 等等), 或者用逗號玩個這樣的花招:

 
1 2 3 #define DEBUG(args) (printf("DEBUG: "), printf(args)) #define _ , DEBUG( "i = %d"  _ i);

C99 引入了對引數個數可變的函式式巨集的正式支援。在巨集 ``原型" 的末尾加上符號 ... (就像在引數可變的函式定義中), 巨集定義中的偽巨集 __VA_ARGS__ 就會在呼叫是 替換成可變引數。 
最後, 你總是可以使用真實的函式, 接受明確定義的可變引數

如果你需要替換巨集, 使用一個 函式和一個非函式式巨集, 如 #define printf myprintf