【C语言】预处理详解（中卷）

前言

预处理完整系列推荐阅读顺序：

预处理详解（上卷）——宏（上卷）——宏（下卷）——预处理详解（中卷）——预处理详解（下卷）

本文接着讲预处理相关的内容。

#和##

#运算符

#可以将宏的一个参数转换成字符串字面量。它仅允许出现在带参数的宏的替换列表中。

#运算符所执行的操作可以理解为“字符串化”。

我们先来想这个问题：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	printf("the value of a is %d\n", a);

	int b = 20;
	printf("the calue of b is %d\n", b);

	return 0;
}

这个代码，如果我们想封装为一个函数，也就是说只写一份，让a和b都能使用，这是做不到的：

#include<stdio.h>
void print(int n)
{
	printf("the value of n is %d\n", n);
}
int main()
{
	int a = 10;
	printf("the value of a is %d\n", a);

	int b = 20;
	printf("the calue of b is %d\n", b);

	return 0;
}

这样是不能解决这个问题的。因为n是改不了的。

但是宏就可以解决这个问题：

在将宏怎么解决这个问题之前我们先来看，C语言中两个字符串是天然可以合成一个字符串的：

 回到正题，利用这一点我们可以写一个这样的宏：

但是此时还有一个问题没能解决，我们希望打印出来的是a is 10而不是n is 10，那么要怎么改呢？我们利用#可以改为这样： 

 我们来分析一下：

 替换是这样替换的：

PRINT("%d\n", a);
printf("the value of " "a" " is " "%d""\n", a);

这两句代码是等价的。 后面一句有5个字符串，效果相当于一整个字符串。

这5个字符串分别是：

"the value of "

"a"

" is "

"%d"

"\n"

加上它们之间的间隔，相当于:"the value of a is %d\n"。 

而对于我们的宏体：

printf("the value of " #n " is " format"\n",n)

是有3个字符串加#n再加format。

#n的作用是，传来n为a时，会替换为"a"，让其变为对应的字符串。

利用这个宏，我们甚至可以打印不同类型：

#可以将宏的一个参数转换成字符串字面量。它仅允许出现在带参数的宏的替换列表中。

#运算符所执行的操作可以理解为“字符串化”。

有关#的内容确实较为抽象。

我们现在再接着了解另一个运算符。

##运算符

##可以把位于它两边的符号合成一个符号，它允许宏定义从分离的文本片段创建标识符。##被称为记号粘合。

这样的连接必须产生一个合法的标识符。否则其结果就是未定义的。

这里我们想一想，写一个函数求2个数的较大值时，不同的数据类型就得写不同的函数：

int int_max(int x, int y)
{
	return x > y ? x : y;
}

float float_max(float x, float y)
{
	return x > y ? x : y;
}

如果针对每一个不同的数据类型我们都得写一个新的函数，将十分繁琐。

所以我们能否造出一个函数的模具呢？可以的，只要我们使用宏。调用一次宏就定义一个函数：

//生成函数的模版
#define GENERIC_MAX(type) \
type type##_max(type x,type y)\
{\
	return x > y ? x : y;\
}
//使用上面的模版定义函数
GENERIC_MAX(int)//相当于定义了一个int_max函数
GENERIC_MAX(float)//相当于定义了一个float_max函数

int main()
{
	printf("%d\n", int_max(3, 5));
	printf("%f\n", float_max(3.0f, 5.0f));

	return 0;
}

打印结果： 

分析：

在程序执行起来后：

int main()
{
	printf("%d\n", int_max(3, 5));
	printf("%f\n", float_max(3.0f, 5.0f));

	return 0;
}

调用了函数int_max()和float_max()，也就是说我们已经定义了，而我们不是完整写了两遍函数定义，我们是这样定义的：

GENERIC_MAX(int)//相当于定义了一个int_max函数
GENERIC_MAX(float)//相当于定义了一个float_max函数

这么简洁是因为我们使用了“模具”：

#define GENERIC_MAX(type) \
type type##_max(type x,type y)\
{\
	return x > y ? x : y;\
}

也就是说我们只需要给这个宏传一个参数type，告诉它我们想要什么数据类型的函数定义，它就能制造出一个对应类型的函数定义：

GENERIC_MAX(int)会替换为：

int int_max(int x,int y)
{
	return x > y ? x : y;
}

在这个过程中，##发挥的作用就是将int_max合并为一个符号，使其成为这个函数的标识符。

总之，我们利用了宏可以直接替换这一特性，实现了“模具”的功能。

在实际的开发过程中，#和##的使用很少。

命名约定

一般来讲函数和宏的使用语法很相似。所以语言本身无法帮我们区分二者。

比如:

print(a);

你一看是个函数调用，其实我说它也可以是个宏：

#define print(n) printf("%d\n",n)

所以我们习惯把宏名全部大写，函数名不要全部大写，以此来区分。

当然，也有特例，offsetof是个宏，但是是全小写的。

#undef

这条指令用于移除一个宏定义。

使用方式：

#undef NAME
//如果现存的一个名字需要被重新定义，那么它的旧名字首先要被移除。

举例：

到此，预处理详解（中卷）结束，祝阅读愉快^_^