天道酬勤

测试环境

Mac OS(Big Sur) + Apple clang version 12.0.5

我们先说结论：**宏定义由外向内平行展开，当碰到##或着#宏，参数不再做宏展开**

下面用例子说明

示例

#define CON_STR(a, b) a ## b
#define STR(a) #a
#define CALL_STR(arg) STR(arg)
    
// CON_STR( CON_STR(1, 2), 3 );
// CON_STR( STR(1), 3 );
// CON_STR( CALL_STR(1), 3 );
// CALL_STR( CON_STR( STR(1), 2) );
    
CON_STR( 3, CALL_STR(1) );
CON_STR( 3, STR(2) );
STR( CON_STR( 3, CALL_STR(2) ) );
STR( CON_STR(1, 2) );
CALL_STR( CON_STR(1, 2) );
CALL_STR( CON_STR(1, STR(2)) );
    
STR( CON_STR( 1, CALL_STR( CON_STR( 1, 2))) );
CALL_STR(CON_STR( 1, CALL_STR( CON_STR( 1, 2))) );

输出结果

使用命令做预处理$ clang  -E define.c  

注释的代码，如果运行，则预处理会出现错误，属于错误使用宏的方法。  

上面的示例输出如下：

3CALL_STR(1);
3STR(2);
"CON_STR( 3, CALL_STR(2) )";
"CON_STR(1, 2)";
"12";
"1STR(2)";
"CON_STR( 1, CALL_STR( CON_STR( 1, 2)))";
"1CALL_STR( CON_STR( 1, 2))";

分析

上面的结论说宏定义会由外向内平行展开，这里的平行展开怎么理解呢？ 

这里主要看STR( CON_STR(1, 2)) 和 CALL_STR( CON_STR(1, 2))这两个函数

• STR( CON_STR(1, 2))比较好理解，当碰到包含#或者##的宏定义，参数则不再展开，所以展开的结果为"CON_STR(1, 2)"。

• 对于CALL_STR( CON_STR(1, 2))这个来说,如果按照顺序直观的展开应该是CALL_STR( CON_STR(1, 2)) -> STR(CON_STR(1, 2)) -> "CON_STR(1, 2)"  

但是由于CALL_STR不包含#和##，所以需要平行展开。这个例子可以分成两步：第一步将所有的都展开一次，第二步将第一步的结果再张开一次。

• CALL_STR( CON_STR(1, 2)) -> STR(CON_STR(1, 2)) -> STR(12)

• STR(12) -> "12"

思考

#define f(a, b) a fff b
#define g(a) #a
#define h(a) g(a)
#define s(a) h(a)
#define cat(a, b) a ## b
f(s(f(cat(1, 2),3)), h(cat(4, 5)))

解析：

• 第一轮 平行展开：f/s/f/cat/h/cat  

f(s(f(car(1, 2),3)), h(cat(4, 5))) ->  

s(f(car(1, 2),3)) fff h(cat(4, 5)) ->  

h(f(car(1, 2),3)) fff h(cat(4, 5)) ->  

h(car(1, 2) fff 3) fff h(cat(4, 5)) ->  

h(12 fff 3) fff h(cat(4,5)) ->  

h(12 fff 3) fff g(cat(4,5)) ->  

h(12 fff 3) fff g(45)  

• 第二轮 平行展开: h/g  

h(12 fff 3) fff g(45) -> 

g(12 fff 3) fff g(45) -> 

g(12 fff 3) fff "45"  

• 第三轮 平行展开: g

g(12 fff 3) fff "45" ->  

"12 fff 3" fff "45" 

所以结果就是"12 fff 3" fff "45" 

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