C/C++ 宏中 `do { ... } while (0)` 的“零次循环”技巧

1. 问题现象

C/C++ 宏只是简单的文本替换,若宏体包含多条语句,替换后极易出现以下两类错误:

  1. else 悬空

    cpp 复制代码
    #define FOO(x)  stmt1; stmt2;
    if (cond)
        FOO(x);   // 只有 stmt1 受 if 控制
    else
        bar();
  2. 花括号与分号不匹配

    cpp 复制代码
    #define FOO(x) { stmt1; stmt2; }
    if (cond)
        FOO(x);   // 展开后多了一个分号,编译错误
    else
        bar();

2. 解决方案:do { ... } while (0)

把宏体包装在 单次执行的 do-while 循环 中:

cpp 复制代码
#define FOO(x) \
    do { stmt1; stmt2; } while (0)
  • 语义 :循环体只执行一次,与 if/elseforwhile 等结构无缝衔接。
  • 语法do { ... } while (0); 末尾自带分号,用户正常写 FOO(x); 即可通过编译。

3. 正确展开示例

cpp 复制代码
if (cond)
    FOO(x);
else
    bar();

展开后:

cpp 复制代码
if (cond)
    do { stmt1; stmt2; } while (0);
else
    bar();
  • 结构完整,无 else 悬空。
  • 分号恰好被 while (0); 吸收,无多余符号。

4. 为什么不能仅用大括号

cpp 复制代码
#define FOO(x) { stmt1; stmt2; }
  • 替换后:

    cpp 复制代码
    if (cond)
        { stmt1; stmt2; };   // 多余的分号导致语法错误
    else
        bar();
  • 大括号本身不带分号,无法消化用户写下的分号。


5. 使用要点

  1. 宏体含多条语句、内部变量定义或需要"单语句"语义时,务必 使用 do { ... } while (0)
  2. 对于只含一条表达式的宏,可省略此技巧,但保持一致性亦可保留。
  3. 现代 C++ 推荐用 inline 函数或模板替代宏;若必须用宏,则遵循此范式。

6. 结论

do { ... } while (0) 是一个 零成本、零副作用 的惯用法,确保宏在任何上下文中表现如一条普通语句。

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