如何对作为宏操作结果的宏进行字符串化？

Question

这是一个说明我的问题的程序：

#include <stdio.h>

#define NUMERATOR 8
#define DENOMINATOR 2
#define QUOTIENT (NUMERATOR / DENOMINATOR)

#define ZSTR(x) XSTR(#x)
#define YSTR(x) XSTR(x)
#define XSTR(x) STR(x)
#define STR(x) #x

int main()
{
    printf("QUOTIENT:       %d\n", QUOTIENT);
    printf("STR(QUOTIENT):  %s\n", STR(QUOTIENT));
    printf("XSTR(QUOTIENT): %s\n", XSTR(QUOTIENT));
    printf("YSTR(QUOTIENT): %s\n", YSTR(QUOTIENT));
    printf("ZSTR(QUOTIENT): %s\n", ZSTR(QUOTIENT));
    return 0;
}

这是它的输出：

$ gcc -g -Wall -o stringify stringify.c && ./stringify 
QUOTIENT:       4
STR(QUOTIENT):  QUOTIENT
XSTR(QUOTIENT): (8 / 2)
YSTR(QUOTIENT): (8 / 2)
ZSTR(QUOTIENT): "QUOTIENT"

我想将字符串文字"4" 传递给编译器，但我失去了希望。 这与this question相关，但增加了一个级别。

Answer 1

您可以定义将它们的参数粘贴在一起的宏，然后定义（大量）其他执行评估的宏作为一种表查找：

#define DIV(X, Y)  DIV_(X, Y)
#define DIV_(X, Y) DIV_##X##_##Y
#define DIV_0_1  0
#define DIV_1_1  1
#define DIV_2_1  2
    :
#define DIV_8_2  4
    :

这有点乏味，但您可以轻松编写一个小程序来生成包含上述内容的头文件，并将其作为构建过程的一部分运行。那么你只需要

#define QUOTIENT  DIV(NUMERATOR, DENOMINATOR)

请注意，他的那种东西只适用于无符号整数——如果你需要负数或浮点数，它就行不通

Answer 2

通过一些技巧，您可以在符合 C99 的预处理器中实现基本算术。 P99 为 small 十进制数实现算术和逻辑。例如

P99_IF_GT(1,0)(true)(false)
P99_ADD(3, 7)
P99_MUL(7, 2)
P99_DIV(7, 2)

会被预处理成类似的东西

1
10
14
3

这些宏可以进一步处理、字符串化和任何你喜欢的。

P99_STRINGIFY(P99_PASTE2(XXX_, P99_ADD(3, 7)))

作为预处理的结果导致"XXX_10"。

Answer 3

您可以做的最好的事情是stringify 宏的扩展，这是通过您的XSTR 和YSTR 示例完成的。尽管它可以通过优化编译为4，但所有预处理器将能够看到(8 / 2)

Answer 4

好吧，我有点不愿意承认我知道一种方法来完成这项工作。

从另一个方向攻击它。你希望你的编译器看到这样的东西。

#define QUOTIENT 4
#include <stdio.h>

int main(void)
{
  printf("QUOTIENT:       %d\n", QUOTIENT);
  return 0;
}

如果在 QUOTIENT 的定义中不使用文字“4”，我们如何做到这一点，因为宏处理器不会帮助我们？通过使用额外的预处理器。像这样写一个源文件，stringify.c.awk。

/* stringify.c.awk --  Source file for stringify.c  
   (Put build instructions here.)  
 */
#define QUOTIENT NUMERATOR/DENOMINATOR
#include <stdio.h>

int main(void)
{
  printf("QUOTIENT:       %d\n", QUOTIENT);
  return 0;
}

在 awk 中编写辅助预处理器。我故意使用了一个非常严格的正则表达式。我认为如果源文件发生更改，这是最有可能失败的正则表达式，我认为这通常是你想要的。 （我通常不鼓励对#define 进行外观更改。）

# stringify.awk -- calculate and substitute the value for #define QUOTIENT.
BEGIN {
  NUMERATOR = 8;
  DENOMINATOR = 2;
}
{
  if ($0~/^#define QUOTIENT NUMERATOR\/DENOMINATOR$/) {
    sub(/NUMERATOR\/DENOMINATOR/, NUMERATOR/DENOMINATOR);
  } 
  print $0;
}

现在您可以从 stringify.c.awk 文件构建 stringify.c。

$ awk -f stringify.awk stringify.c.awk > stringify.c
$ gcc -Wall -o stringify stringify.c
$ ./stringify
QUOTIENT:       4

makefile 和丰富的 cmets 可以消除很多痛苦。

（m4 无济于事，原因与 C 预处理器无济于事。）