C++中的間接巨集函式
阿新 • • 發佈：2021-04-02
巨集函式對於每個C++程式設計師都決不陌生，就算是初出茅廬的C++程式設計師也知道如何定義、使用巨集函式。
但是當初學者看到類似於以下這種巨集函式巢狀的時候，可能還是會比較嘀咕，
```cpp
#define CONVERTSTR(x) #x
#define CONVERTSTR2(x) CONVERTSTR(x)
```
第二個巨集函式所做的事情不就是再一次呼叫上面的巨集函式嗎，這難道不屬於畫蛇添足嗎？這樣做有什麼意義呢？別急，我們慢慢來捋一下。
#### 瞭解#和##
要想熟練的寫出巨集函式，瞭解其中的操作符必不可少，在預編譯體系自定義的幾個操作符中， #和##比較特殊，它們的作用是：
- #將識別符號轉換為字串，它又被稱為字串化操作符，用法如下
```cpp
#define CONVERTSTR(x) #x
string s3 { CONVERTSTR(4) }; //這裡CONVERTSTR(4)被擴充套件為"4"
```
- ##將不同的識別符號連線起來，它被稱為符號連線操作符，用法如下
```cpp
struct ABC
{
};
#define DECLARE_MAKE(x) x* Make_##x() {return new x();}
DECLARE_MAKE(ABC) //被擴充套件為 ABC* Make_ABC{return new ABC();}
ABC * ap = Make_ABC();
```
可見這兩操作符的運算結果取決於傳入的識別符號的名稱，那麼如果傳入的識別符號本身就是一個巨集變數呢？
#### 巨集變數亂入的情況
還是剛剛的例子，
```cpp
#define CONVERTSTR(x) #x
#define VAR 10
std::cout << CONVERTSTR(VAR);
```
猜猜，這個時候的輸出是多少？10 還是 VAR?
按照前處理器替換的原則，VAR被替換成10，接著10被轉換為"10"，但是真是這樣嗎？
執行之後發現，輸出是VAR不是10，為什麼呢？
#### 替換規則
這是因為當巨集函式中，如果包含了#或者##，替換規則會比較特殊，引用一段原文如下：
> After the arguments for the invocation of a function-like macro have been identified,
argument substitution takes place. A parameter in the replacement list, unless preceded by
a # or ## preprocessing token or followed by a ## preprocessing token (see below), is
replaced by the corresponding argument after all the macros contained therein have been
expanded. Before being substituted, each argument's preprocessing tokens are completely
macro replaced as if they formed the rest of the preprocessing file; no other preprocessing
tokens is available.
簡而言之，對於巨集函式來說，一般情況下當看到函式體的時候，引數替換就已經完成了（像用10替換VAR），但是對於有操作符#和##的引數，這個引數替換步驟就不會發生，所以CONVERTSTR(VAR)只會擴充套件為 "VAR"而不會擴充套件為"10"
#### 修復方法
其實講到這裡答案已經很明顯了，使用間接巨集函式能完美解決這個問題
```cpp
#define CONVERTSTR(x) #x
#define CONVERTSTR2(x) CONVERTSTR(x)
```
在原有函式的基礎上再定義一個包裝函式，這個包裝函式並沒有任何#或者##，這樣就確保了引數可以正確展開，接著轉發請求給真正需要使用的那個函式。
```cpp
#define VAR 10
std::cout << CONVERTSTR2(VAR);
```
這樣就能確保在使用VAR呼叫函式的時候它已經被正確展開了。
這就是間接巨集函式和為什麼要使用它們的原因，希望下次看到它們的時候不要再覺得這是畫蛇添足