不带参数的可变参数宏答案

【问题标题】：Variadic macro without arguments不带参数的可变参数宏
【发布时间】：2015-11-09 22:20:01
【问题描述】：

我正在使用一些日志记录宏，它们应该打印出__PRETTY_FUNCTION__ 宏提供的信息，如果需要，最多可以打印两个参数的名称和值。我的代码的简化版本看起来像

template<typename Value1, typename Value2>
void Log(std::string const& function, 
         std::string const& variable_1 = "", Value1 value_1 = Value1(0),
         std::string const& variable_2 = "", Value2 value_2 = Value2(0)) {
    std::cout << function << " " 
              << variable_1 << " " << value_1 << " "
              << variable_2 << " " << value_2 << std::endl;
}
#define LOG0() Log(__PRETTY_FUNCTION__)
#define VARIABLE(value) #value, value
#define LOG1(value) Log(__PRETTY_FUNCTION__, VARIABLE(value))
#define LOG2(value, value1) Log(__PRETTY_FUNCTION__, VARIABLE(value), VARIABLE(value1))
#define LOG(arg0, arg1, arg2, arg, ...) arg
#define CHOOSE(...) LOG(,##__VA_ARGS__, LOG2, LOG1, LOG0)
#define Debug(...) CHOOSE(__VA_ARGS__)(__VA_ARGS__)

我可以像这样使用这些宏

Debug();
int x = 0;
Debug(x);
int y = 1;
Debug(x, y);

当我用 clang 编译这段代码时，我会得到一个很好的输出，其中包含类和函数信息以及变量的名称和值。但我也收到警告，标准兼容代码不允许有零可变参数。

warning: token pasting of ',' and __VA_ARGS__ is a GNU extension [-Wgnu-zero-variadic-macro-arguments]
#define CHOOSE(...) LOG(,##__VA_ARGS__, LOG2, LOG1, LOG0)
                        ^
warning: must specify at least one argument for '...' parameter of variadic macro [-Wgnu-zero-variadic-macro-arguments]
Debug();

另一方面，Gcc 无法编译

error: expected primary-expression before ‘)’ token
#define LOG1(value) Log(__PRETTY_FUNCTION__, VARIABLE(value))
                                                            ^
Debug();

显然，使用零可变参数是危险的。

有什么方法可以让我将此代码转换为符合标准的代码，而不会消除只有一个宏接受零到两个参数的便利性？
如果这不可能，有没有办法让 gcc 也编译这段代码？

【问题讨论】：

##__VA_ARGS__ 的行为取决于您的 CPP 版本。它可能就像在## 之前的逗号前添加一个空格一样简单：LOG( , ##__VA_ARGS__,...
另外，你的宏在 g++ 4.9.2 中对我来说是一样的，除了 g++ 在没有给出值时无法推断出值的模板类型。您是否发布了完整的示例，还是缺少某些内容？

标签： c++ gcc macros clang variadic-macros

【解决方案1】：

最困难的部分是区分Debug() 和Debug(x)。在这两种情况下，从技术上讲，您都将单个参数传递给宏 Debug。在第一种情况下，该参数的标记序列为空，而在第二种情况下，它包含单个标记。这些情况可以用a trick due to to Jens Gustedt来区分。

这是诀窍：

#define COMMA_IF_PARENS(...) ,

如果X 以(...) 开头，请注意COMMA_IF_PARENS X 生成逗号，否则扩展为不包含额外（顶级）逗号的标记序列。同样，如果X 为空或以(...) 开头，则COMMA_IF_PARENS X () 生成逗号，否则扩展为不包含额外（顶级）逗号的标记序列。（在每种情况下，标记序列还包含来自X 本身的所有顶级逗号。）

我们可以这样使用这个技巧：

#define CHOOSE(...) \
    LOG(__VA_ARGS__ \
        COMMA_IF_PARENS __VA_ARGS__ \
        COMMA_IF_PARENS __VA_ARGS__ (), \
        CHOICES)

请注意：

如果__VA_ARGS__ 以(...) 开头，则COMMA_IF_PARENS __VA_ARGS__ 产生__VA_ARGS__ 中的逗号数加1。
如果__VA_ARGS__ 为空或以(...) 开头，COMMA_IF_PARENS __VA_ARGS__ () 产生__VA_ARGS__ 中的逗号数加1。（请注意，如果 __VA_ARGS__ 以类似函数的宏的名称结尾，这可能会失败，我们在这里不解决这个潜在的问题。）

令c为__VA_ARGS__中逗号的个数，如果__VA_ARGS__以(...)开头，p为1，否则为0，e 如果__VA_ARGS__ 为空，则为 1，否则为 0。

CHOICES 之前产生的宏参数的数量是 3 c + 2 p + e。取模 3，普通参数的逗号数为 0 或 2，如果参数列表为空，则为 1。

这给了我们6个我们关心的案例：

#define CHOICES LOG2, impossible, LOG2, LOG1, LOG0, LOG1
#define LOG(a0, a1, a2, a3, a4, a5, arg, ...) arg

但是，这并不完全奏效，因为我们需要延迟扩展 LOG(...) 宏调用，直到我们扩展 COMMA_IF_PARENS 机器之后。一种方法是：

#define LPAREN (
#define EXPAND(...) __VA_ARGS__
#define CHOOSE(...) EXPAND(LOG LPAREN COMMA_IF_PARENS [...]))

我们还应该在CHOICES 的末尾添加另一个逗号，以便我们始终有一个（可能为空）参数对应于LOG 的... 参数。

综上所述，我们得到了这个：

#define COMMA_IF_PARENS(...) ,
#define LPAREN (
#define EXPAND(...) __VA_ARGS__
#define CHOOSE(...) \
    EXPAND(LOG LPAREN \
      __VA_ARGS__ COMMA_IF_PARENS __VA_ARGS__ COMMA_IF_PARENS __VA_ARGS__ (), \
      LOG2, impossible, LOG2, LOG1, LOG0, LOG1, ))
#define LOG(a0, a1, a2, a3, a4, a5, arg, ...) arg

您的代码中的所有其他内容均未更改。（这可以进一步推广，但以上足以证明该技术。）

【讨论】：