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巨集定義中,#/##的區別以及巨集的展開

1、關於符號#和##

#define f(a,b) a##b
#define g(a)  #a
#define h(a) g(a)

#  將右邊的引數做整體的字串替換,即便是另一個巨集,也不展開,仍然作為字串字面資訊輸出。

g(hello world) =  “hello world”; 

g(sleep(1)) = “sleep(1)”

g(f(1,2)) = “f(1,2)

對於h(f(1,2)),由於h(a)是非#或##的普通巨集,需要先巨集展開其引數a,即展開f(1,2)為12,則h(a) 巨集替換為h(12),進而巨集替換為g(12), 進而巨集替換為12 

## 將左右兩邊的引數進行拼接。

#define f(a,b) a##b
則f(1,2) =12, f(i,1) = i1

同#,對於##的引數,即便是另一個巨集,也不展開,仍然作為字串字面資訊輸出。

此外,有一個限制是,經過##替換後的內容必須能夠作為一個合法的變數。

以上f(i,1) = "i1"中,如果程式中沒有i1的定義,或者通過f(1,i)構成1i,則即便是通過了巨集替換,也不能編譯通過。

日常實踐中,##是常用的替換。尤其在通過C的函式指標來模擬動態繫結時大有用處。
 
下面是從stackoverflow(具體id記不清了)上摘取的一個例子。

struct command
{
  char *name;
  void (*function) (void);
};
struct command commands[] =
{
  { "quit", quit_command },
  { "help", help_command },
  ...
};

構造一個這樣的commands陣列,是為了在後續的設計中,可以通過互動式的字串輸入,來動態地執行相應的函式。字串自身作為字首,”_command”作為字尾。

手工構造這樣第一個commands陣列顯得非常冗餘,還容易造成不必要的拼寫錯誤。下面來看看這個巨集替換版本。

#define COMMAND(NAME)  { #NAME, NAME ## _command } 
struct command commands[] =
{
COMMAND (quit),
COMMAND (help),
...
};

清晰了很多!

2.關於巨集展開

預處理過程的幾個步驟:

1)字符集轉換(如三聯字元)

2)斷行連結/

3)註釋處理,/* comment */,被替換成空格

4)執行預處理命令,如#inlcude、#define、#pragma、#error等

5)轉義字元替換

6)相鄰字串拼接

7)將預處理記號替換為詞法記號

第4)步即如何展開巨集函式的規則:在展開當前巨集函式時,如果形參有#或##則不進行巨集引數的展開,否則先展開巨集引數,再展開當前巨集。

巨集替換順序英文描述如下:

A parameter in the replacement list, unless preceded by a # or ## preprocessing token or followed by a ## preprocessing token, is replaced by the corresponding argument after all macros contained therein have been expanded.