C\C++语言中的宏多重展开和递归展开

宏定义中的#,##

1. 宏中的参数前面使用一个#,预处理器会把这个参数转换为一个字符数组    

2.记号粘贴操作符(token paste operator): ##       

    “##”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       

实参代入宏文本后，实参之前或之后遇到#或##，实参不再展开 

                                     

①一个较长的宏定义可以分成若干行，这需要在待续的行末尾加上一个反斜杠符”\”

#define TUP_ASSERT(__expression) do {\

if (!( __expression )) \

{ \

SYSLOG_LEGACY(EAaSysLogSeverityLevel_Error,"<TUP ASSERTION FAILED> (%s) file: %s line:%u", #__expression,__FILE__, __LINE__); \

AaErrorAssertion(#__expression,__FILE__, __LINE__); \

} \

} while(0)

②在替换文本中，参数名以#作为前缀则结果将被扩展为由实际参数替换该参数的带引号的字符串

#define dprint(expr) printf(#expr “ =%g\n”, expr)

使用语句dprint(x/y),该宏将被扩展为

printf(“x/y” “= %g\n”, x/y);

③预处理运算符##为宏展开提供参数连接的作用

#define paste(front, back) front ##back

宏调用paste(name,1)的结果将建立记号name1

④宏展开顺序大致可以归结为：

第一步：首先用实参代替形参，将实参代入宏文本中

第二步：如果实参也是宏，则展开实参

第三步：最后继续处理宏替换后的宏文本，如果仍包含宏，则继续展开

注意：如果在第二步，实参代入宏文本后，实参之前或之后遇到#或##，实参不再展开

例1：

#define cat(a,b) a ## b

宏调用：cat(cat(1, 2), 3) 的展开顺序为：

cat(cat(1, 2), 3) -->cat(1, 2) ## 3  -->cat(1, 2)3

cat(1,2)仍是宏，但后面是##，不再展开，结果为：cat(1, 2)3

例2：

#define  cat(a,b)   a ## b

#define  xcat(x, y)   cat(x, y)

宏调用 xcat(xcat(1, 2), 3) 的展开顺序为：

xcat(xcat(1,2), 3) -->cat(xcat(1, 2), 3) -->cat(cat(1, 2), 3) -->cat(1 ## 2, 3) --> 1 ##2 ## 3 -->123

务必注意参数的处理顺序，第二步在第三步前面执行，第一层宏展开后，实参是宏，则首先处理实参的宏展开，即使宏替换后本身也是宏。在例2中，虽然也生成的cat(cat(1, 2), 3)，但是是首先执行里面的cat(1, 2), 所以结果不一样。例2中以下顺序是错的：

xcat(xcat(1,2), 3) --> cat(xcat(1, 2), 3) --> xcat(1, 2) ## 3 -->xcat(1, 2)3

在Linux测试结果：

使用gcc –E 编译可以只做预处理：源文件hepeng.c:

*****************************************************************************

#define cat(a,b) a ## b

#define xcat(x,y) cat(x,y)

int  main()

{

   cat(cat(1,2),3);

   xcat(xcat(1,2),3);

   xcat(cat(1,2),3);

    return 0;

}

*****************************************************************************

[penhe@hzling23 program]$gcc -E hepeng.c |more

*****************************************************************************

# 1 "hepeng1.c"

# 1 "<built-in>"

# 1 "<command line>"

# 1 "hepeng1.c"

int main()

{

    cat(1,2)3;

    123;

    123;

    return 0;

}

*****************************************************************************

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boost 中包含了许多奇技淫巧的代码，这里分析宏的自身迭代

以这样的宏代码调用

1	BOOST_PP_ENUM_PARAMS(4, typename T)

它的宏展开为

1	typename T0 , typename T1 , typename T2 , typename T3

这在boost中被多用于简化代码量 比如 boos::function 中

下面来分析这类宏的具体实现

宏1：

1	#define BOOST_PP_ENUM_PARAMS(count, param) BOOST_PP_REPEAT(count, BOOST_PP_ENUM_PARAMS_M, param)

首先看看 BOOST_PP_ENUM_PARAMS_M 的作用

宏2：

1	#define BOOST_PP_REPEAT BOOST_PP_CAT(BOOST_PP_REPEAT_, BOOST_PP_AUTO_REC(BOOST_PP_REPEAT_P, 4))

由宏2，可以看出，宏1展开为

1	BOOST_PP_CAT(BOOST_PP_REPEAT_, BOOST_PP_AUTO_REC(BOOST_PP_REPEAT_P, 4))(count, BOOST_PP_ENUM_PARAMS_M, param)

BOOST_PP_AUTO_REC(BOOST_PP_REPEAT_P, 4) 其实就是 1，这个是一个定值，在目前，我们不必去深究 那么, BOOST_PP_CAT 就可以展开为

1	BOOST_PP_REPEAT_1(count, BOOST_PP_ENUM_PARAMS_M, param)

BOOST_PP_REPEAT_1 是一个非常简单的迭代宏

1 2 3 4 5 6 7

# define BOOST_PP_REPEAT_1(c, m, d) BOOST_PP_REPEAT_1_I(c, m, d) # define BOOST_PP_REPEAT_1_I(c, m, d) BOOST_PP_REPEAT_1_ ## c(m, d) # define BOOST_PP_REPEAT_1_0(m, d) # define BOOST_PP_REPEAT_1_1(m, d) m(2, 0, d) # define BOOST_PP_REPEAT_1_2(m, d) BOOST_PP_REPEAT_1_1(m, d) m(2, 1, d) # define BOOST_PP_REPEAT_1_3(m, d) BOOST_PP_REPEAT_1_2(m, d) m(2, 2, d) ... ...

所以

1	BOOST_PP_REPEAT(count, BOOST_PP_ENUM_PARAMS_M, param)

展开就等于

1 2 3 4

BOOST_PP_ENUM_PARAMS_M(2, 0, param) BOOST_PP_ENUM_PARAMS_M(2, 1, param) ... ... BOOST_PP_ENUM_PARAMS_M(2, count - 1, param)

BOOST_PP_ENUM_PARAMS_M 自然也是一个宏

1	# define BOOST_PP_ENUM_PARAMS_M(z, n, param) BOOST_PP_COMMA_IF(n) param ## n

所以就有

1 2	BOOST_PP_ENUM_PARAMS_M(2, 0, param) // 展开 第一个参数不要, 其实这个参数被用于优化的目的 BOOST_PP_COMMA_IF(0) param ## 0

BOOST_PP_COMMA_IF 是一个这样的宏，如果参数非0，那么打印出逗号，否则就不打印逗号

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

#define BOOST_PP_COMMA_IF(cond) BOOST_PP_IF(cond, BOOST_PP_COMMA, BOOST_PP_EMPTY)() #define BOOST_PP_IF(cond, t, f) BOOST_PP_IIF(BOOST_PP_BOOL(cond), t, f) #define BOOST_PP_IIF(bit, t, f) BOOST_PP_IIF_I(bit, t, f) #define BOOST_PP_IIF_I(bit, t, f) BOOST_PP_IIF_ ## bit(t, f) # define BOOST_PP_IIF_0(t, f) f # define BOOST_PP_IIF_1(t, f) t #define BOOST_PP_BOOL(x) BOOST_PP_BOOL_I(x) # define BOOST_PP_BOOL_I(x) BOOST_PP_BOOL_ ## x # define BOOST_PP_BOOL_0 0 # define BOOST_PP_BOOL_1 1 # define BOOST_PP_BOOL_2 1 ... ... # define BOOST_PP_BOOL_256 1

可以看出，宏多用穷举

 

参考:

https://www.xuebuyuan.com/2198272.html

 https://blog.csdn.net/buye1986/article/details/45100339

可以看出，宏多用穷举