为什么这个嵌套宏替换失败？答案

【问题标题】：Why is this nested macro replacement failing?为什么这个嵌套宏替换失败？
【发布时间】：2017-09-08 11:05:12
【问题描述】：

我正在尝试应用X Macro 概念，以便有可能将所有结构成员初始化为自定义默认（无效）值。我写了以下代码：

#define LIST_OF_STRUCT_MEMBERS_foo \
    X(a) \
    X(b) \
    X(c)

#define X(name) int name;
struct foo {
     LIST_OF_STRUCT_MEMBERS_foo
};
#undef X


#define X(name) -1,
static inline void foo_invalidate(struct foo* in) {
     *in = (struct foo){
     LIST_OF_STRUCT_MEMBERS_foo
     };
}
#undef X

#define X(name) -1,
#define foo_DEFAULT_VALUE  { LIST_OF_STRUCT_MEMBERS_foo }
#undef X

static struct foo test = foo_DEFAULT_VALUE;

但是，当我运行预处理器时，foo_DEFAULT_VALUE 的定义无法将 X(name) 调用替换为 -1,

预处理器输出：

struct foo {
     int a; int b; int c;
};

static inline void foo_invalidate(struct foo* in) {
     *in = (struct foo){
     -1, -1, -1, /*Here the substitution worked nicely*/
     };
}

static struct foo test = { X(a) X(b) X(c) }; /*Why this substitution failed?*/

我以为C-macros could refer to other macros。你知道为什么替换失败吗？有什么解决办法吗？

我可以接受foo_invalidate，但我不愿意放弃在初始化时直接使用值的一步。

【问题讨论】：

您将X(name) 定义为-1, 周围的#define 为foo_DEFAULT_VALUE，但不是您实际使用它的位置。您需要在 static struct foo test = foo_DEFAULT_VALUE; 行周围定义发生替换的 X 宏。

标签： c macros initialization c-preprocessor

【解决方案1】：

让我们假设我们是预处理器并遇到以下行：

static struct foo test = foo_DEFAULT_VALUE;

通过 1：

static struct foo test = { LIST_OF_STRUCT_MEMBERS_foo };

通过 2：

static struct foo test = { X(a) X(b) X(c) };

通过 3：没有可扩展的内容，因为 X 在此行上未定义。

一种解决方法是定义一个 const 变量（可能但不一定是 static）作为默认值：

#define X(name) -1,
static const struct foo foo_DEFAULT_VALUE = { LIST_OF_STRUCT_MEMBERS_foo };
#undef X

生成：

static const struct foo foo_DEFAULT_VALUE = { -1, -1, -1, };

【讨论】：

有什么解决方法？我考虑过以下问题，但我想知道它是否是最佳的：#define X(name) -1, #define foo_DEFAULT_VALUE_GENERATOR { LIST_OF_STRUCT_MEMBERS_foo } static const struct foo_DEFAULT_VALUE = foo_DEFAULT_VALUE_GENERATOR; #undef X
嗯，直接的方式显然是这样。将 #undef 移到声明所在的行之后。否则需要重新设计。
您可以将const struct foo声明为const struct foo，而不是将foo_DEFAULT_VALUE定义为扩展为初始化程序的宏。
是的，@Antonio，尽管就我个人而言，我也不会为 foo_DEFAULT_VALUE_GENERATOR 宏而烦恼，因为您以后将无法使用它。我只是将其替换文本直接放入foo_DEFAULT_VALUE 的声明中。

【解决方案2】：

您可能喜欢 X_Macros 的 undef-free 版本，
它减少了在每次使用时定义和取消定义的必要注意
并且更适合在头文件中定义和在多个代码文件中使用：

#define LIST_OF_STRUCT_MEMBERS_foo(mode) \  
    X_##mode(a) \  
    X_##mode(b) \  
    X_##mode(c)  

#define X_struct(name) int name;  
#define X_list(name) -1,  
#define foo_DEFAULT_VALUE  { LIST_OF_STRUCT_MEMBERS_foo(list) }  

struct foo {  
     LIST_OF_STRUCT_MEMBERS_foo(struct)  
};  

static inline void foo_invalidate(struct foo* in) {  
     *in = (struct foo){  
     LIST_OF_STRUCT_MEMBERS_foo(list)  
     };  
}  

static struct foo test = foo_DEFAULT_VALUE;

输出（gcc -E）：

struct foo {
     int a; int b; int c;
};

static inline void foo_invalidate(struct foo* in) {
     *in = (struct foo){
     -1, -1, -1,
     };
}

static struct foo test = { -1, -1, -1, };

【讨论】：

如果我说我发明了它，你会相信我吗？我并不是说我首先发明了它（可能还有其他人，更早），但我确实自己想出了它。
我相信你，我昨天搜索了很多主题，从来没有遇到过这样的实现！我会尽快奖励你！
大家好，如果您知道此方法的其他来源，请告诉我。如果没有人发现任何我可以声称实际上是首先发明它的东西。 ;-)

【解决方案3】：

您也可以尝试检查扩展宏的输出。如果您使用 gcc 作为编译器，gcc -E <filename> >> full_src.txt' 会有所帮助。更多详情在这里：Seeing expanded C macros

【讨论】：

这正是我为填写问题的Preprocessor output: 部分所做的工作