C/C++ #运算符、##运算符、变参宏 ...和_ _VA_ARGS_ _

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用宏参数创建字符串:#运算符

函数宏

下面是一个类函数宏:

cpp 复制代码
#define PSQR(X) printf("The square of X is %d.\n", ((X)*(X)));

假设这样使用宏:

cpp 复制代码
PSQR(8);

输出为:

cpp 复制代码
The square of X is 64.

注意双引号字符串中的X被视为普通文本,而不是一个可被替换的记号。

#号作为一个预处理运算符,可以把记号转换成字符串

C允许在字符串中包含宏参数。

在类函数宏的替换体中,#号作为一个预处理运算符,可以把记号转换成字符串

例如,如果x是一个宏形参,那么#x就是转换为字符串"x"的形参名。这个过程称为字符串化(stringizing)。

cpp 复制代码
/* subst.c -- 在字符串中替换 */
#include <stdio.h>
#define PSQR(x) printf("The square of " #x " is %d.\n",((x)*(x)))
int main(void)
{
	int y = 5;
	PSQR(y);
	PSQR(2 + 4);
	return 0;
}

该程序的输出如下:

cpp 复制代码
The square of y is 25.
The square of 2 + 4 is 36.

调用第1个宏时,用"y"替换#x。

调用第2个宏时,用"2 + 4"替换#x。

预处理器粘合剂:##运算符

与#运算符类似,##运算符可用于类函数宏的替换部分。

而且,##还可用于对象宏的替换部分。
##运算符把两个记号组合成一个记号。

例如,可以这样做:

cpp 复制代码
#define XNAME(n) x ## n

然后,宏

cpp 复制代码
XNAME(4)

将展开为
x4

程序演示了##作为记号粘合剂的用法。

cpp 复制代码
// glue.c -- 使用##运算符
#include <stdio.h>
#define XNAME(n) x ## n
#define PRINT_XN(n) printf("x" #n " = %d\n", x ## n);
int main(void)
{
	int XNAME(1) = 14; // 变成 int x1 = 14;
	int XNAME(2) = 20; // 变成 int x2 = 20;
	int x3 = 30;
	PRINT_XN(1); // 变成 printf("x1 = %d\n", x1);
	PRINT_XN(2); // 变成 printf("x2 = %d\n", x2);
	PRINT_XN(3); // 变成 printf("x3 = %d\n", x3);
	return 0;
}

该程序的输出如下:

cpp 复制代码
x1 = 14
x2 = 20
x3 = 30

注意,PRINT_XN()宏用#运算符组合字符串,##运算符把记号组合为一

个新的标识符。

变参宏:...和_ VA_ARGS _

一些函数(如 printf())接受数量可变的参数。

C99/C11也对宏提供了这样的工具。虽然标准中未使用"可变"(variadic)这个词,但是它已

成为描述这种工具的通用词(虽然,C标准的索引添加了字符串化(stringizing)词条,但是,标准并未把固定参数的函数或宏称为固定函数和不变宏)。

通过把宏参数列表中最后的参数写成省略号(即,3个点...)来实现这一功能。这样,预定义宏_ VA_ARGS _可用在替换部分中,表明省略号代表什么。例如,下面的定义:

cpp 复制代码
#define PR(...) printf(_ _VA_ARGS_ _)

假设稍后调用该宏:

cpp 复制代码
PR("Howdy");
PR("weight = %d, shipping = $%.2f\n", wt, sp);

对于第1次调用,_ _VA_ARGS_ _展开为1个参数:"Howdy"

对于第2次调用,_ _VA_ARGS_ _展开为3个参数:"weight = %d,shipping = $%.2f\n"、wt、sp

因此,展开后的代码是:

cpp 复制代码
printf("Howdy");
printf("weight = %d, shipping = $%.2f\n", wt, sp);

程序演示了一个示例,该程序使用了字符串的串联功能和#运算符。

cpp 复制代码
// variadic.c -- 变参宏
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define PR(X, ...) printf("Message " #X ": " __VA_ARGS__)
int main(void)
{
	double x = 48;
	double y;
	y = sqrt(x);
	PR(1, "x = %g\n", x);
	PR(2, "x = %.2f, y = %.4f\n", x, y);
	return 0;
}

第1个宏调用,X的值是1,所以#X变成"1"。

展开后成为:

cpp 复制代码
print("Message " "1" ": " "x = %g\n", x);

然后,串联4个字符,把调用简化为:

cpp 复制代码
print("Message 1: x = %g\n", x);

下面是该程序的输出:

cpp 复制代码
Message 1: x = 48
Message 2: x = 48.00, y = 6.9282

记住,省略号只能代替最后的宏参数:

cpp 复制代码
#define WRONG(X, ..., Y) #X #_ _VA_ARGS_ _ #y //不能这样做

参考

《C Primer Plus》

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