C 预处理器魔法答案

【问题标题】：C preprocessor magicC 预处理器魔法
【发布时间】：2010-08-27 00:26:28
【问题描述】：

我正在尝试使用预处理器技巧来声明一个魔术变量。像这样的：

DECLARE(x)

应该扩展到

int _DECLARED_VARIABLE_x_LINE_12

如果声明在输入源的第 12 行。我试图使用## token-pasting 命令和__LINE__ 宏，但我要么在那里得到一个未解释的“__LINE__”，要么预处理器似乎完全忽略了我的行。我目前的猜测是：

 #define DECLARE(x) _DECLARED_VARIABLE_ ## x ## _LINE_ ## __LINE__

【问题讨论】：

你应该使用反引号或反斜杠来转义你的下划线，否则markdown会使它们消失
删除初始下划线或您的程序有未定义的行为。
如何引用魔法变量？只是好奇。
@Praveen，保留以下划线和大写字母开头的标识符。使用任何已知存在于您的实现中的方法都可以。声明自己不是那么好。
@RBerteig ：我理解这一点，但我不清楚的是，如果一个变量如上所述声明为行号作为它的唯一值，你如何在代码的其他部分访问它们。

标签： c visual-studio c-preprocessor

【解决方案1】：

在这种情况下，通常的技巧是使用第二个宏。但是，这似乎不适用于 GCC（MacOS X 10.6.4 上的 4.5.1），需要第三级宏：

#define DECLARE(x) _DECLARED_VARIABLE_ ## x ## _LINE_ ## __LINE__

#define DECLARE42(x, line) _DECLARED_VARIABLE_ ## x ## _LINE_ ## line
#define DECLARE41(x, line) DECLARE42(x, line)
#define DECLARE40(x) DECLARE41(x, __LINE__)

int DECLARE(y);
int DECLARE40(c) = 129;

'gcc -E' 的输出：

# 1 "magicvars.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "magicvars.c"






int _DECLARED_VARIABLE_y_LINE___LINE__;
int _DECLARED_VARIABLE_c_LINE_8 = 129;

我不确定我是否能很好地解释为什么需要第三级宏。

我也很想知道在创建这些变量之后您将如何引用它们。

我经历了许多变体，然后才找到了一个可行的：

#define DECLARE(x) _DECLARED_VARIABLE_ ## x ## _LINE_ ## __LINE__

#define DECLARE11(x, line) _DECLARED_VARIABLE_ ## x ## _LINE_ ## line
#define DECLARE10(x) DECLARE11(x, __LINE__)

#define DECLARE23(line) _LINE_ ## line
#define DECLARE22(x) _DECLARED_VARIABLE_ ## x
#define DECLARE21(x, line) DECLARE22(x) ## DECLARE23(line)
#define DECLARE20(x) DECLARE21(x, __LINE__)

#define DECLARE32(line) _LINE_ ## line
#define DECLARE31(x, line) _DECLARED_VARIABLE_ ## x ## DECLARE32(line)
#define DECLARE30(x) DECLARE31(x, __LINE__)

#define DECLARE42(x, line) _DECLARED_VARIABLE_ ## x ## _LINE_ ## line
#define DECLARE41(x, line) DECLARE42(x, line)
#define DECLARE40(x) DECLARE41(x, __LINE__)


int DECLARE(y);
int DECLARE10(z) = 12;
int DECLARE20(a) = 37;
int DECLARE30(b) = 91;
int DECLARE40(c) = 129;

玩得开心，找出不工作的那些不工作的原因。然而，他们确实向我指出了可行的答案。（我注意到 Sun C 编译器在相同的输入上产生与 GCC 基本相同的结果。）

【讨论】：

回答你的其他问题，我不会在代码中引用这些变量；对于我正在修补的一些编译器工具，我需要它。

【解决方案2】：

预处理器从宏替换列表中删除## 运算符，尝试查找更多宏以进行递归替换。这意味着您对__LINE__ 的引用被“粘合”到宏的其余部分之前它有机会被识别为__LINE__ 并替换为实际的行号。

因此，如果你想将行号嵌入到你的宏中，你别无选择，只能通过宏参数传递它

#define DECLARE_(x, L) _DECLARED_VARIABLE_##x##_LINE_##L
#define DECLARE(x) DECLARE_(x, __LINE__)

这将正式解决您原始宏定义中的直接问题。

但是，由于 C/C++ 预处理器规范中的另一个怪癖，这仍然无法按预期工作：与## 相邻的参数名称被替换为相应的参数值没有中的递归宏扩展参数值。 IE。 L 将替换为__LINE__，而不是先将__LINE__ 更改为实际行号。

为保证参数L的递归宏扩展，需要在宏定义中引入另一个“间接层级”

#define DECLARE__(x, L) _DECLARED_VARIABLE_##x##_LINE_##L
#define DECLARE_(x, L) DECLARE__(x, L)
#define DECLARE(x) DECLARE_(x, __LINE__)

在这种情况下，在处理DECLARE_(x, L)宏时，预处理器会递归处理L：先用__LINE__替换它，然后用实际的行号替换__LINE__。 DECLARE__ 将收到完整的行号。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您使用“编辑并继续”，__LINE__ 在 Visual Studio 的调试模式下会出现问题。 Here is a reference to it. 这个问题已经有几年的历史了。如果该问题得到解决，那么Jonathan Leffler's solution 将正常工作。

【讨论】：

【解决方案4】：

## 运算符有两个特殊的扩展规则：

## 运算符的操作数在粘贴前未展开。
如果宏参数与 ## 连接，则不会扩展它们。

【讨论】：