C语言中宏的应用

一、前言

　　在后台程序运行出问题时，C语言提供很多的预处理触发点文件名、行号、函数名的方法，关键是利用C99新增的预处理标识符__VA_ARGS__；先介绍几个编译器内置的宏定义，这些宏定义不仅可以帮助我们完成跨平台的源码编写，灵活使用也可以巧妙地帮我们输出非常有用的调试信息。

二、ANSI C标准宏

__LINE__    // 在源代码中插入当前源代码行号
__FILE__    // 在源文件中插入当前源文件名
__DATE__    // 在源文件中插入当前的编译日期
__TIME__    // 在源文件中插入当前编译时间
__STDC__    // 当要求程序严格遵循ANSI C标准时该标识被赋值为1

__VA_ARGS__ // 是一个可变参数的宏，这个可宏是新的C99规范中新增的，
            // 目前似乎gcc和VC6.0之后的都支持（VC6.0的编译器不支持）。
            // 宏前面加上##的作用在于，可以接受参数为0个或者多个

三、实例

宏实例：

 1 #include <stdio.h>               
 2                                  
 3 int main()                       
 4 {                                
 5     printf("__func__:%s\n", __func__);
 6     printf("__FILE__:%s\n", __FILE__);
 7     printf("__DATE__:%s\n", __DATE__);
 8     printf("__TIME__:%s\n", __TIME__);
 9     printf("__LINE__:%d\n", __LINE__);
10                                  
11     return 0;                    
12 } 

宏实例程序输出如下：

请按 ENTER 或其它命令继续
__func__:main
__FILE__:test1.c
__DATE__:Apr 17 2022
__TIME__:22:43:02
__LINE__:9

四、#和##运算符

其中#和##运算符的功能有所不同，在这里也做一定的介绍

1. #用来把参数转换成字符串

实例1：

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 #define P(A) printf("%s:%d\n", #A, A);
 4                                                                          
 5 int main()
 6 {   
 7     int a = 2, b = 4;
 8     P(a);
 9     P(b);
10     P(a+b);
11     
12     return 0;
13 }

实例1程序输出如下：

请按 ENTER 或其它命令继续
a:2
b:4
a+b:6

实例2：

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 #define SQUARE(x) printf("The square of "#x" is %d.\n", ((x)*(x)))
 4                                                                          
 5 int main()
 6 {   
 7     SQUARE(9);
 8     
 9     return 0;
10 }

实例2程序输出如下：

请按 ENTER 或其它命令继续
The square of 9 is 81.

2. ##运算符可以用于宏函数的替换部分

##就是个粘合剂，将前后两部分粘合起来，也就是有“组成变量名”的意思。特别要和#运算符的功能区分开来，#是连接字符串，而##是连接变量名。

但是“##”不能随意粘合任意字符，必须是合法的C语言标示符。在单一的宏定义中，最多可以出现一次“#”或“##”预处理操作符。如果没有指定与“#”或“##”预处理操作符相关的计算次序，则会产生问题。为避免该问题，在单一的宏定义中只能使用其中一种操作符(即，一份“#”或一个“##”，或都不用)。除非非常有必要，否则尽量不要使用“#”和“##”。

实例程序：

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 #define XNAME(n) SYSTEML_ ## n
 4 
 5 int main()
 6 {
 7     int SYSTEML_ = 0,
 8         SYSTEML_OPEN = 1,
 9         SYSTEML_WRITE = 2,
10         SYSTEML_CLOSE = 3;
11 
12     printf("%d\n", XNAME());
13     printf("%d\n", XNAME(OPEN));
14     printf("%d\n", XNAME(WRITE));
15     printf("%d\n", XNAME(CLOSE));
16 
17     return 0;
18 } 

实例程序输出：

请按 ENTER 或其它命令继续
0
1
2
3

 

此外，__VA_ARGS__ 是一个可变参数的宏，很少人知道这个宏，这个可变参数的宏是新的C99规范中新增的，目前似乎只有gcc支持。实现思想就是宏定义中参数列表的最后一个参数为省略号（也就是三个点）。

##__VA_ARGS__ 宏前面加上##的作用在于，当可变参数的个数为0时，这里的##起到把前面多余的逗号去掉的作用，否则会编译出错，相当于能够接受0个及以上的参数。

##__VA_ARGS__的实例：

 1 #define my_print1(fmt,...) printf(fmt, __VA_ARGS__)                      
 2 my_print1("i=%d,j=%d\n",i,j) // 可以打印
 3 
 4 #define my_print2(fmt,...) printf(fmt, ##__VA_ARGS__)
 5 my_print2("iiijjj\n")        // 可以打印
 6 my_print2("i=%d,j=%d\n",i,j) // 也可以打印 

最终的代码为：

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 //用#把参数转成字符串
 4 #define P(A) printf("%s: %d\n", #A, A)
 5 
 6 #define SQUARE(x) printf("The square of "#x" is %d.\n", ((x)*(x)))
 7 
 8 #define XNAME(n) SYSTEML_ ## n
 9 
10 #define my_print1(fmt, ...) printf(fmt, __VA_ARGS__)
11 #define my_print2(fmt, ...) printf(fmt, ##__VA_ARGS__)
12 
13 int main(int argc, char **argv)
14 {
15     //printf("Hello world!\n");
16     printf("__func__: %s\n", __func__);
17     printf("__FILE__: %s\n", __FILE__);
18     printf("__DATE__: %s\n", __DATE__);
19     printf("__TIME__: %s\n", __TIME__);
20     printf("__LINE__: %d\n", __LINE__);
21 
22     int a = 2;
23     int b = 4;
24     P(a);
25     P(b);
26     P(a+b);
27 
28     SQUARE(9);
29 
30     int SYSTEML_ = 0;
31     int SYSTEML_OPEN = 1;
32     int SYSTEML_WRITE = 2;
33     int SYSTEML_CLOSE = 3;
34 
35     printf("%d\n", XNAME());
36     printf("%d\n", XNAME(OPEN));
37     printf("%d\n", XNAME(WRITE));
38     printf("%d\n", XNAME(CLOSE));
39 
40     int i = 3;
41     int j = 6;
42 
43     my_print1("i = %d, j = %d\n", i, j);
44     my_print2("%d%d%d%d%d%d\n", i,i,i,j,j,j);
45     my_print2("444888\n");
46 
47     return 0;
48 }   

程序都很简单，不多说了，自己看吧

 1 #include <stdio.h>
2  
3 #define XNAME(n) SYSTEML_ ## n
4  
5 int main()
6 {
7     int SYSTEML_ = 0,
8         SYSTEML_OPEN = 1,
9         SYSTEML_WRITE = 2,
10         SYSTEML_CLOSE = 3;
11  
12     printf("%d\n", XNAME());
13     printf("%d\n", XNAME(OPEN));
14     printf("%d\n", XNAME(WRITE));
15     printf("%d\n", XNAME(CLOSE));
16  
17     return 0;
18 }