c 宏 - 如何将宏名称设置为另一个宏的输出

Question

我想创建一个宏，其名称是两个事物的串联，即

#define name ## _body(a) \
    a

但是gcc -E给出了错误

macros.c:9:18: error: '##' cannot appear at either end of a macro expansion #define typename ## _body(body) \

问题

是否可以仅使用 C 预处理器来完成此操作？

Answer 1

在宏定义中，名称部分始终是单个预处理器标记。但是，您可以使用带有参数的类似函数的宏，将其扩展为单个标记。

考虑以下宏:

#define  JOIN(a,b)       a ## b

#define  FOO(suffix)     JOIN(FOO_, suffix)
#define  FOOBAZ          JOIN(FOO_, BAZ)
#define  FOOBAAZ         JOIN(foo_, baaz)

#define  FOO_BAR         first
#define  FOO_BAZ         second

根据上述定义，声明

int FOO(BAR) = 1;
int FOOBAZ = 2;
int FOOBAAZ = 3;

相当于(即经过预处理)

int first = 1;
int second = 2;
int foo_baaz = 3;

<小时/>

在某些情况下(尤其是在探索各种算法时)模板或多态代码很有用。例如，考虑以下 ops.h:

#if defined(TYPE) && defined(PREFIX)
#undef   JOIN2
#define  JOIN2_(a,b)  a ## b
#define  JOIN2(a,b)   JOIN2_(a, b)
#define  NAME(end)    JOIN2(PREFIX, end)

static inline TYPE NAME(_add)(const TYPE val1, const TYPE val2)
{
    return val1 + val2;
}

static inline TYPE NAME(_sub)(const TYPE val1, const TYPE val2)
{
    return val1 - val2;
}

static inline TYPE NAME(_neg)(const TYPE val)
{
    return -val;
}

static inline TYPE NAME(_mul)(const TYPE val1, const TYPE val2)
{
    return val1 * val2;
}

static inline TYPE NAME(_div)(const TYPE val1, const TYPE val2)
{
    return val1 / val2;
}

#endif

#undef   NAME
#undef   JOIN2
#undef   PREFIX
#undef   TYPE

宏 NAME(suffix) 扩展为单个标记，由紧随其后的 PREFIX 扩展和 suffix 扩展组成。 (如果它们不是预处理器宏，则按原样使用。)这允许多次包含相同的头文件，假设每次都将 PREFIX 定义为新值。

请注意，之间存在空格是很常见的，例如NAME(_add) 和以下 (const TYPE val1, const TYPE val2)。我省略了它，希望它能让函数定义看起来更熟悉。

让我们看一个使用此类头文件的示例程序:

#include <stdlib.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>

#define  TYPE    uint32_t
#define  PREFIX  u32
#include "ops.h"

#define  TYPE    float
#define  PREFIX  float
#include "ops.h"

#define  TYPE    double
#define  PREFIX  dbl
#include "ops.h"

int main(void)
{
    printf("dbl_div(217.0, 31.0) = %.1f\n", dbl_div(217.0, 31.0));
    printf("u32_sub(4, 2) = %" PRIu32 "\n", u32_sub(4, 2));
    printf("float_mul(1.25f, 72.00f) = %.2ff\n", float_mul(1.25f, 72.00f));
    return EXIT_SUCCESS;
}

第一个#include "ops.h"定义了函数u32_add()、u32_sub()、u32_neg()、u32_mul() 和 u32_div()。第二个定义函数 float_add() 等，第三个定义函数 dbl_add() 等。

以上文件是有效的C99，编译并运行时，输出

dbl_div(217.0, 31.0) = 7.0
u32_sub(4, 2) = 2
float_mul(1.25f, 72.00f) = 90.00f

如果使用 C11 _Generic 将上述内容与合适的宏结合起来，您可以创建根据参数类型调用不同实现的“函数”。