一、前言

二、預(yù)處理器的操作

三、宏擴(kuò)展

四、符號(hào):# 與 ##

五、可變參數(shù)的處理

六、奇思妙想的宏

七、總結(jié)

一、前言

一直以來(lái),我都有這樣一種感覺:當(dāng)我學(xué)習(xí)一個(gè)新領(lǐng)域的知識(shí)時(shí),如果其中的某個(gè)知識(shí)點(diǎn)在剛開始接觸時(shí),我感覺比較難懂、不好理解,那么以后不論我花多長(zhǎng)時(shí)間去研究這個(gè)知識(shí)點(diǎn),心里會(huì)一直認(rèn)為該知識(shí)點(diǎn)比較難,也就是說(shuō)第一印象特別的重要。

就比如 C 語(yǔ)言中的宏定義,好像跟我犯沖一樣,我一直覺得宏定義是 C 語(yǔ)言中最難的部分,就好比有有些小伙伴一直覺得指針是 C 語(yǔ)言中最難的部分一樣。

宏的本質(zhì)就是代碼生成器,在預(yù)處理器的支持下實(shí)現(xiàn)代碼的動(dòng)態(tài)生成,具體的操作通過(guò)條件編譯和宏擴(kuò)展來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們先在心中建立這么一個(gè)基本的概念,然后通過(guò)實(shí)際的描述和代碼來(lái)深入的體會(huì):如何駕馭宏定義。

所以,今天我們就來(lái)把宏定義所有的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行匯總、深挖,希望經(jīng)過(guò)這篇文章,我能夠擺脫心理的這個(gè)魔障。看完這篇總結(jié)文章后,我相信你也一定能夠?qū)�宏定義有一個(gè)總體、全局的把握。

二、預(yù)處理器的操作 

1． 宏的生效環(huán)節(jié):預(yù)處理

一個(gè) C 程序在編譯的時(shí)候,從源文件開始到最后生成二進(jìn)制可執(zhí)行文件,一共經(jīng)歷 4 個(gè)階段:

我們今天討論的內(nèi)容就是在第一個(gè)環(huán)節(jié):預(yù)處理,由預(yù)處理器來(lái)完成這個(gè)階段的工作,包括下面這 4 項(xiàng)工作:

文件引入(#include);條件編譯(#if．．#elif．．#endif);宏擴(kuò)展(macro expansions);行控制(line control)。2． 條件編譯

一般情況下,C 語(yǔ)言文件中的每一行代碼都是要被編譯的,但是有時(shí)候出于對(duì)程序代碼優(yōu)化的考慮,希望只對(duì)其中的一部分代碼進(jìn)行編譯,此時(shí)就需要在程序中加上條件,讓編譯器只對(duì)滿足條件的代碼進(jìn)行編譯,將不滿足條件的代碼舍棄,這就是條件編譯。

簡(jiǎn)單的說(shuō):就是預(yù)處理器根據(jù)我們?cè)O(shè)置的條件,對(duì)代碼進(jìn)行動(dòng)態(tài)的處理,把有效的代碼輸出到一個(gè)中間文件,然后送給編譯器進(jìn)行編譯。

條件編譯基本上在所有的項(xiàng)目代碼中都被使用到,例如:當(dāng)你需要考慮下面的幾種情況時(shí),就一定會(huì)使用條件編譯:

需要把程序編譯成不同平臺(tái)下的可執(zhí)行程序;同一套代碼需要運(yùn)行在同一平臺(tái)上的不同功能產(chǎn)品上;在程序中存在著一些測(cè)試目的的代碼,不想污染產(chǎn)品級(jí)的代碼,需要屏蔽掉。

這里舉 3 個(gè)例子,在代碼中經(jīng)�？吹降年P(guān)于條件編譯:

示例1:用來(lái)區(qū)分 C 和 C++ 代碼

#ifdef __cplusplus extern "C" { #endif  void hello(); #ifdef __cplusplus } #endif

這樣的代碼幾乎在每個(gè)開源庫(kù)中都可能見到,主要的目的就是 C 和 C++ 混合編程,具體來(lái)說(shuō)就是:

如果使用 gcc 來(lái)編譯,那么宏 __cplusplus 將不存在,其中的 extern "C" 將會(huì)被忽略;如果使用 g++ 來(lái)編譯,那么宏 __cplusplus 就存在,其中的 extern "C" 就發(fā)生作用,編譯出來(lái)的函數(shù)名 hello 就不會(huì)被 g++ 編譯器改寫,因此就可以被 C 代碼來(lái)調(diào)用;

示例2:用來(lái)區(qū)分不同的平臺(tái)

#if defined(linux) || defined(__linux) || defined(__linux__)    sleep(1000 * 1000); // 調(diào)用 Linux 平臺(tái)下的庫(kù)函數(shù)#elif defined(WIN32) || defined(_WIN32)    Sleep(1000 * 1000); // 調(diào)用 Windows 平臺(tái)下的庫(kù)函數(shù)(第一個(gè)字母是大寫)#endif

那么,這些 linux, __linux, __linux__, WIN32, _WIN32 是從哪里來(lái)的呢?我們可以認(rèn)為是編譯目標(biāo)平臺(tái)(操作系統(tǒng))為我們預(yù)先準(zhǔn)備好的。

示例3:在編寫 Windows 平臺(tái)下的動(dòng)態(tài)庫(kù)時(shí),聲明導(dǎo)出和導(dǎo)入函數(shù)

#if defined(linux) || defined(__linux) || defined(__linux__)    #define LIBA_API #else  #ifdef LIBA_STATIC    #define LIBA_API  #else      #ifdef LIBA_API_EXPORTS          #define LIBA_API __declspec(dllexport)      #else          #define LIBA_API __declspec(dllimport)      #endif  #endif#endif
// 函數(shù)聲明LIBA_API void hello();

這段代碼是直接從我之前在 B 站錄制的一個(gè)小視頻里的示例拿過(guò)來(lái)的,當(dāng)時(shí)主要是演示如何如何在 Linux 平臺(tái)下使用 make 和 cmake 構(gòu)建工具來(lái)編譯,后來(lái)又小伙伴讓我在 Windows 平臺(tái)下也用 make 和 cmake 來(lái)構(gòu)建,所以就寫了上面這段宏定義。

在使用 MSVC 編譯動(dòng)態(tài)庫(kù)時(shí),需要在編譯選項(xiàng)(Makefle 或者 CMakeLists．txt)中定義宏 LIBA_API_EXPORTS,那么導(dǎo)出函數(shù) hello 的最前面的宏 LIBA_API 就會(huì)被替換成:__declspec(dllexport),表示導(dǎo)出操作;在編譯應(yīng)用程序的時(shí)候,使用動(dòng)態(tài)庫(kù),需要 include 動(dòng)態(tài)庫(kù)的頭文件,此時(shí)在編譯選項(xiàng)中不需要定義宏 LIBA_API_EXPORTS,那么 hello 函數(shù)最前面的 LIBA_API 就會(huì)被替換成 __declspec(dllimport),表示導(dǎo)入操作;補(bǔ)充一點(diǎn):如果使用靜態(tài)庫(kù),編譯選項(xiàng)中不需要任何宏定義,那么宏 LIBA_API 就為空。3． 平臺(tái)預(yù)定義的宏

上面已經(jīng)看到了,目標(biāo)平臺(tái)會(huì)為我們預(yù)先定義好一些宏,方便我們?cè)诔绦蛑惺褂�。除了上面的操作系統(tǒng)相關(guān)宏,還有另一類宏定義,在日志系統(tǒng)中被廣泛的使用:

FILE:當(dāng)前源代碼文件名;
LINE:當(dāng)前源代碼的行號(hào);
FUNCTION:當(dāng)前執(zhí)行的函數(shù)名;
DATE:編譯日期;
TIME:編譯時(shí)間;

例如:

printf("file name: %s, function name = %s, current line:%d ", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);