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凡亿专栏 | 嵌入式 C 语言宏定义嵌套的展开规则

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嵌入式 C 语言宏定义嵌套的展开规则

工程师进阶笔记

2022-08-29 14:03:15  2005

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嵌入式 C 语言中，宏是在预编译时用宏体内容“文本替换”代码中的宏名的。

先讲一些宏嵌套的展开规则：

1、一般的展开规律像函数的参数一样：先展开参数，再分析函数，即由内向外展开。

2、当宏中有#运算符的时候，不展开参数。

3、当宏中有##运算符的时候，先展开函数，再分析参数。

4、##运算符用于将参数连接到一起，预处理过程把出现在##运算符两侧的参数合并成一个符号，注意不是字符串。

“#” 和 “##” 的使用规则：

“#” 是将宏参数转换为字符串。不管该参数宏什么，即“原貌”用字符串显示出来。即将宏参数用双引号“”包裹起来形成一个字符串。例如：

#define T(x) #x
int temp = 10;
cout<

endl;//输出 temp 而不是 10
// T(temp) -> "temp" (将宏参数用双引号包含起来形成一个字符串)

“##” 被称为连接符（concatenation），把宏参数与之前的token(参数／字符串空格等)连接起来。例如：

#define T(x) x##[2]
int a[5] = {1,2,3,4,5};
cout

宏的常见展开错误：

// 1. 宏参数在宏体中未加括号包裹起来
#define T(a) a*10
int a = 1;
cout<1)<
// 2. 整个宏体内容未加括号包裹起来
#define T(x) x+1
cout<<10*T(1)<

解决办法：

1、在宏定义中，将参数加上括号，这样在替换时保证括号内的表达式优先运算。

2、利用括号将整个宏定义的内容括起来，保证整个宏定义中的表达式优先运算。

宏嵌套

宏嵌套是宏使用的难点，也是易错点。下面我将宏嵌套的展开规则用流程图来说明一下：

宏嵌套的展开规则流程图

注意：上图中的 2 和 3 是条件或，只要满足一个条件就会进入流程5。

下面举例说明：

// example 1
#include #define TO_STRING2(x) #x
#define TO_STRING1(x) #x
#define TO_STRING(x) TO_STRING1(x)

#define PARAM(x) #x
#define ADDPARAM(x) INT_##x

int main()
{
  const char *str = TO_STRING(PARAM(ADDPARAM(1)));
  printf("%s\n",str); //输出: "ADDPARAM(1)"

  str = TO_STRING2(PARAM(ADDPARAM(1)));
  printf("%s\n",str); //输出: PARAM(ADDPARAM(1))

  return 0;
}

上例中两个嵌套宏的展开流程如下：

TO_STRING(PARAM(ADDPARAM(1)))

-> 展开 PARAM：TO_STRING("ADDPARAM(1)")

-> 展开 TO_STRING：TO_STRING1("ADDPARAM(1)")

-> 展开 TO_STRING1："\"ADDPARAM(1)\""

TO_STRING2(PARAM(ADDPARAM(1)))

-> 展开 TO_STRING2："PARAM(ADDPARAM(1))"

// example 2
#include #define TO_STRING2(x) a_##x
#define TO_STRING1(x) #x
#define TO_STRING(x) TO_STRING1(x)

#define PARAM(x) #x
#define ADDPARAM(x) INT_##x

int main()
{
  const char *str = TO_STRING(TO_STRING2(PARAM(ADDPARAM(1))));
  printf("%s\n",str); //输出: a_PARAM(INT_1)
  return 0;
}

上例中嵌套宏的展开流程如下：

TO_STRING(TO_STRING2(PARAM(ADDPARAM(1))))

-> 展开 TO_STRING2：TO_STRING(a_PARAM(ADDPARAM(1))) //注意此次展开后，PARAM宏名被破坏了，变成了a_PARAM不再是有效的宏名了

-> 展开 ADDPARAM：TO_STRING(a_PARAM(INT_1))

-> 展开 TO_STRING：TO_STRING1(a_PARAM(INT_1))

-> 展开 TO_STRING1："a_PARAM(INT_1)"

注意：嵌套宏的展开规则与编译器有关，不同的编译器可能对同一个嵌套宏展开不同。

以上测试都是在 VS2010（x86）上

(a+(a)<<(temp)<<(a+(a)<<(temp)<<

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