从现有的 x 宏创建相关的 x 宏

Question

考虑以下用户样式x-macro：

#define PRIMES_X(func) \
  func(2) \
  func(3) \
  func(5) \
  func(7) 

我们可以使用它来扩展传入的宏 func 与前四个素数重复。例如：

#define MAKE_FUNC(num) void foo ## num();
PRIMES_X(MAKE_FUNC)

将声明返回 void 的函数 foo2()、foo3()、foo5() 和 foo7()。

到目前为止，一切都很好。

假设我知道想要创建一个相关的 x 宏，它调用它的参数不是用裸素数 2、3... 而是从它派生的一些标记，例如函数名多于。也就是说，我想要这个：

#define PRIMES_FOO_X(func) \
  func(foo2) \
  func(foo3) \
  func(foo5) \
  func(foo7) 

但实际上并没有把它全部写出来（事实上，它会在PRIMES_X 更改的那一刻失去同步。

我想要的是一种根据PRIMES_X 定义PRIMES_FOO_X 的方法。我几乎可以到达那里，例如：

#define FOO_ADAPT(num) func(foo ## num)
#define PRIMES_FOO_X(f) PRIMES_X(FOO_ADAPT)

在这种情况下，PRIMES_FOO_X 扩展为：

  func(foo2) \
  func(foo3) \
  func(foo5) \
  func(foo7)

... 看起来不错，但这里的 func 不是传递的参数，而只是普通标记 func，因为 FOO_ADAPT 没有名为 func 的参数，只有 PRIMES_FOO_X(func) 有（并且它不使用它）。

我想不出办法来完成这项工作。

Answer 1

一个关键的观察...鉴于此：

#define PRIMES_X(func) \
  func(2) \
  func(3) \
  func(5) \
  func(7)

PRIMES_X() 扩展为(2) (3) (5) (7)，就 CPP 元编程而言，它是一个 sequence 数据结构。记住这一点，让我们开始倒退。你想要这样的东西：

#define PRIMES_FOO_X(func) \
  /* something that expands to: func(foo2) func(foo3) func(foo5) func(foo7) */

...您希望 foo2、foo3、foo5、foo7 来自 PRIMES_X 扩展。显然2变成foo2，3变成foo3，等等；所以让我们假设这样的生成是根据一个名为FOOIDENT_OF 的宏发生的。然后在PRIMES_FOO_X，你需要在(FOOIDENT_OF(2))上调用func，等等；也就是说，你想要更精确的东西：

#define PRIMES_FOO_X(func) \
  /* something that expands to: \
   * func(FOOIDENT_OF(2)) func(FOOIDENT_OF(3)) \
   * func(FOOIDENT_OF(5)) func(FOOIDENT_OF(7)) */

结合这两个想法，我们拥有的元素是：

• func，在派生的 X 宏中应用的操作
• FOOIDENT_OF，将每个 X 宏参数列表转换为新形式的操作
• PRIMES_X()，所有参数列表的序列

如果我们使用 boost 预处理器的序列，这是可能的，甚至有点容易做到。

#include <boost/preprocessor/seq.hpp>

#define PAIR_ELEMENT_1(A,B) A
#define PAIR_ELEMENT_2(A,B) B

#define PAIR_XFORM_MACRO(r, data, elem) \
   PAIR_ELEMENT_1 data ( PAIR_ELEMENT_2 data (elem) )

#define PAIR_XFORM(PAIR_, SEQ_) \
   BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH(PAIR_XFORM_MACRO, PAIR_, SEQ_)

这里我有一个PAIR_XFORM，它接受一个 2 元组（“对”）宏，并将它们都应用于序列的每个元素。 IOW，PAIR_XFORM((func, FOOIDENT_OF), PRIMES_X()) 生成我们的目标。现在我们只需要生成新的 X 宏并制作内部变换宏：

#define FOOIDENT_OF(N) foo##N
#define PRIMES_FOO_X(func) PAIR_XFORM((func, FOOIDENT_OF), PRIMES_X())

Here 是堆叠弯曲的样子。

Answer 2

也许一个简单的解决方法就足够了。

您可以事先声明它，而不是将参数func 传递给PRIMES_FOO_X。例如，在这段代码中，我们使用FOO_FUNC 来保存func：

#define PRIMES_FOO_X PRIMES_X(FOO_ADAPT)
#define FOO_ADAPT(num) FOO_FUNC(foo ## num)

#define FOO_FUNC bar
PRIMES_FOO_X

#undef  FOO_FUNC
#define FOO_FUNC(x) x();
PRIMES_FOO_X

结果是：

bar(foo2) bar(foo3) bar(foo5) bar(foo7)

foo2(); foo3(); foo5(); foo7();

Answer 3

（备注：这是我对这个问题的第二个回答）

受到 H Walters 的 answer 使用 Boost 的启发，我想找到一个纯 C 的解决方案。威廉斯旺森对Foreach macro on macros arguments 的出色回答似乎提供了一个。

从他的回答中提取代码，我们可以生成这个解决方案：

// The first part here is taken from William Swanson's answer
// to https://stackoverflow.com/questions/6707148
#define EVAL0(...) __VA_ARGS__
#define EVAL1(...) EVAL0(EVAL0(EVAL0(__VA_ARGS__)))
#define EVAL2(...) EVAL1(EVAL1(EVAL1(__VA_ARGS__)))
#define EVAL3(...) EVAL2(EVAL2(EVAL2(__VA_ARGS__)))
#define EVAL4(...) EVAL3(EVAL3(EVAL3(__VA_ARGS__)))
#define EVAL(...)  EVAL4(EVAL4(EVAL4(__VA_ARGS__)))

#define MAP_OUT
#define MAP_END(...)
#define MAP_GET_END() 0, MAP_END
#define MAP_NEXT0(item, next, ...) next MAP_OUT
#define MAP_NEXT1(item, next) MAP_NEXT0(item, next, 0)
#define MAP_NEXT(item, next)  MAP_NEXT1(MAP_GET_END item, next)

#define MAP0(f, x, peek, ...) f(x) MAP_NEXT(peek, MAP1)(f, peek, __VA_ARGS__)
#define MAP1(f, x, peek, ...) f(x) MAP_NEXT(peek, MAP0)(f, peek, __VA_ARGS__)
#define MAP(f, ...) EVAL(MAP1(f, __VA_ARGS__ (), 0))

// This is the example given by the OP:
#define PRIMES_X(func) \
  func(2) \
  func(3) \
  func(5) \
  func(7)

#define FOO_LIST(num) foo ## num, // note comma
#define PRIMES_FOO_X(f) MAP(f, PRIMES_X(FOO_LIST))

#define XXX(x) bar(x)
#define YYY(x) x();
PRIMES_FOO_X(XXX)
PRIMES_FOO_X(YYY)

使用gcc -E -P ...的结果是：

bar(foo2) bar(foo3) bar(foo5) bar(foo7)
foo2(); foo3(); foo5(); foo7();

注意事项：

• 在MAP 的定义中，我不得不删除__VA_ARGS__ 后面的逗号，以防止末尾出现额外的垃圾值。但这会破坏宏的其他用途。有人会认为只需在FOO_LIST 中移动逗号即可解决此问题，但事实并非如此。 （待办事项：修复）

• 任何使用## 连接运算符的类似 MAP 或 FOREACH 的解决方案都不太可能在这里工作，因为宏给出的任何输入列表都没有扩展。 （这对我来说是新的：()

---

编辑：使用相同想法的第二个替代解决方案基于来自https://esolangs.org/wiki/ELIP 的代码。输出与上述相同。 （这表明我对## 的评论是不正确的。）

// The first part here is based on esolangs.org/wiki/ELIP (CC0 public domain)
// (Note MAP here is their FOREACH)
#define XCAT(x,y) x ## y
#define CAT(x,y) XCAT(x,y)
#define EMPTY()
#define LPAREN (
#define RPAREN )
#define DEFER(x) x EMPTY()
#define EAT(...)
#define EXPAND(...) __VA_ARGS__
#define TRUE(x,...) x
#define FALSE(x,...) __VA_ARGS__
#define TRANSFORM(seq, ...) CAT(TRANSFORM1_A seq,0END)(EAT, __VA_ARGS__)
#define TRANSFORM1_A(...) (EXPAND, __VA_ARGS__)() TRANSFORM1_B
#define TRANSFORM1_B(...) (EXPAND, __VA_ARGS__)() TRANSFORM1_A
#define TRANSFORM1_A0END
#define TRANSFORM1_B0END
#define RPXFRM(m, ...) m(RPAREN RPXFRM_ID)
#define RPXFRM_ID() RPXFRM
#define INFUSE(seq, ...) INFUSE5(INFUSE1(TRANSFORM(seq), __VA_ARGS__))
#define INFUSE1(xfrm, ...) INFUSE2 xfrm, __VA_ARGS__ RPXFRM xfrm
#define INFUSE2(m, ...) m(INFUSE3 DEFER(XCAT)(LPA,REN)(__VA_ARGS__), INFUSE2_ID)
#define INFUSE2_ID() INFUSE2
#define INFUSE3(...) INFUSE4(__VA_ARGS__)
#define INFUSE4(x, rest, ...) (__VA_ARGS__, EXPAND x)() rest, __VA_ARGS__
#define INFUSE5(...) INFUSE6(__VA_ARGS__)
#define INFUSE6(...) INFUSE7(__VA_ARGS__)
#define INFUSE7(seq, ...) seq
#define MAP(macro, seq) EXPAND(MAP1 INFUSE(seq, TRUE, macro)(FALSE, EAT,))
#define MAP1(p, m, ...) m(__VA_ARGS__) p(MAP1_ID)
#define MAP1_ID() MAP1

// This is the example given by the OP:
#define PRIMES_X(func) \
  func(2) \
  func(3) \
  func(5) \
  func(7)

#define FOO_LIST(num) (foo ## num) // parentheses, no commas
#define PRIMES_FOO_X(f) MAP(f, PRIMES_X(FOO_LIST))

#define XXX(x) bar(x)
#define YYY(x) x();
PRIMES_FOO_X(XXX)
PRIMES_FOO_X(YYY)

Answer 4

尝试以下解决方案：

#define PRIMES_X(func)                          \
  func(2) \
  func(3) \
  func(5) \
  func(7)

#define DERIVE_TOKEN(num) (foo##num);
#define FOO_ADAPT(f) f DERIVE_TOKEN
#define PRIMES_FOO_X(f) PRIMES_X(FOO_ADAPT(f))

它扩展了

PRIMES_FOO_X(funct)

到

funct (foo2); funct (foo3); funct (foo5); funct (foo7);