C 中有些特殊的宏定义,面试时候被问到,写个短文总结下。

宏定义中的 #和## 连字符

这两个字符在宏定义中代表连接和替换,

  • #紧跟字母表示对应字符的字符串化,将对应的字符转换成对应的字符串,比如#hello就是"hello"
  • ##表示将宏定义中的两个标识符连接在一起,组成一个新的标识符,类似胶水。它首先查看##两边的字符,是否有宏定义可以替换的字符串,替换之,之后将两个连接在一起。

下面举例说明。

#include <stdio.h>
#define trace(x, format) printf(#x " = %" #format "\n", x)
#define trace2(i) trace(x##i, d)

int main(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    int i = 1;
    char *s = "three";
    float x = 2.0;

    trace(i, d);                // 相当于 printf("x = %d\n", x)
    trace(x, f);                // 相当于 printf("x = %f\n", x)
    trace(s, s);                // 相当于 printf("x = %s\n", x)

    int x1 = 1, x2 = 2, x3 = 3;
    trace2(1);                  // 相当于 trace(x1, d)
    trace2(2);                  // 相当于 trace(x2, d)
    trace2(3);                  // 相当于 trace(x3, d)

    return 0;
}

又比如

#define STACK_ADD_TASK_IRAM_POOL1(TASK_NAME, task_name, task_type){\
task_info_g[INDEX_##TASK_NAME].task_entry_func = \
    (osa_task_func_ptr) stack_##task_type##_task;\
}

上面的语句中,我们会将其中的TASK_NAMEtask_type替换掉,并与前后的标识符相连接生成新的标识符。

宏定义中的 do{} while(0)

经常在宏定义中会看到如下的语句

#define STACK_ADD_MULTI_TASK(multi_sys_max, TASK_NAME, task_name, task_type)  \
    do{                                                                       \
       if(multi_sys_max >= 1)                                                 \
       {                                                                      \
           STACK_ADD_TASK_1_CARD(TASK_NAME, task_name, task_type);            \
       }                                                                      \
    }while(0)

这个语句的特点是宏定义之后紧跟一个do{...}while(0)的结构,看起来颇为繁琐,那这样的定义有什么好处呢?

首先,C 中的宏定义,在预编译阶段就会将宏定义的结构替换掉,使用宏定义定义函数。在代码替换中肯定希望像使用定义的函数使用宏定义,比如上面的语句在代码中肯定是下面这样的

STACK_ADD_MULTI_TASK(multi_sys_max, TASK_NAME, task_name, task_type);

所以注意到宏定义的while(0)后面没有分号

然后,这个结构和if..else...的控制结构可以完美结合,对照上面的宏定义,一般能想到的宏定义的结果修改如下

#define STACK_ADD_MULTI_TASK(multi_sys_max, TASK_NAME, task_name, task_type)  \
    {                                                                         \
       if(multi_sys_max >= 1)                                                 \
       {                                                                      \
           STACK_ADD_TASK_1_CARD(TASK_NAME, task_name, task_type);            \
       }                                                                      \
    }

如果正常替换之前的语句,替换之后的结果就是

{                                                                         \
   if(multi_sys_max >= 1)                                                 \
   {                                                                      \
       STACK_ADD_TASK_1_CARD(TASK_NAME, task_name, task_type);            \
   }                                                                      \
};

注意最后的分号,这一行编译不通过,但是很明显如果换成do{}while(0)结构就不存在这个问题。

其次,如果使用宏定义多行语句,那么使用大括号的宏定义嵌套在if...else...的结构中会遇到问题,比如定义

#define BAR(X) f(x); g(x)

如果用在下面的程序中就会出现语法错误

if(true)
    BAR(x)
else
   {
       //do nothing
   }

但是使用do{...}while(0)结构就不会有这样的问题。

参考资料