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C语言-#和##的神奇作用

C语言中,在宏里面使用’#’和’##’有它非常神奇的作用。在宏定义的替换的过程中,#号可以作为一个预处理运算符,把宏参数转换为字符串。##运算符则可以把两个宏参数组合在一起。下面就来说说具体的用法。

1、一般用法

我们使用#把宏参数变为一个字符串,用##把两个宏参数贴合在一起。

下面的代码是演示代码:

#include <stdio.h>

#define STRING(s)           #s
#define CONNECT(a, b)       (int)(a##e##b)

int main(void)
{
    // 输出字符串"abcdefg"
    printf("string:%s\r\n", STRING(abcdefg));

    // 2e3输出:2000
    printf("connect:%d\r\n", CONNECT(2,3));

    return 0;
}

运行结果如下图:

2016-03-21_171313

2、当宏参数是另一个宏的时候

需要注意的是:凡是宏定义里有用'#'或'##'的地方,宏参数是不会再展开。

(1)、非’#’和’##’的情况

#include <stdio.h>

#define TOW                 (2)
#define MUL(a,b)            (a*b)

int main(void)
{
    printf("%d*%d=%d\r\n", TOW, TOW, MUL(TOW,TOW));

    return 0;
}

上面代码中打印那行的宏会被展开为:

printf("%d*%d=%d\r\n", (2), (2), ((2)*(2)));

(2)、当有'#'或'##'的时候

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

#define A               (2)
#define STR(s)          #s
#define CONS(a,b)       (int)(a##e##b)

int main(void)
{
    // INT_MAX 这行会被展开为:printf("int max: %s\r\n", "INT_MAX");
    printf("int max: %s\r\n", STR(INT_MAX));

    // 这一行会被展开为:printf("%s\r\n", (int)(AeA));
    printf("%s\r\n", CONS(A, A));

    return 0;
}

上面的代码在编译时会失败,INT_MAX和A都不会再被展开,然而解决这个问题的方法也很简单。加多一层中间转换宏。加这层宏的用意是把所有宏的参数在这层里全部展开,那么在转换宏里的那一个宏(_STR)就能得到正确的宏参数。

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

#define A               2
#define _STR(s)         #s
#define STR(s)          _STR(s) // 转换宏
#define _CONS(a,b)      (int)(a##e##b)
#define CONS(a,b)       _CONS(a,b) // 转换宏

int main(void)
{
    // INT_MAX,int型的最大值,为一个变量
    printf("int max: %s\r\n", STR(INT_MAX));

    printf("CONS(A, A):%d\r\n", CONS(A, A));

    return 0;
}

其中代码:

printf("int max: %s\r\n", STR(INT_MAX));

输出为:int max: 2147483647STR(INT_MAX) ---> _STR(2147483647) 然后再转换成字符串。

第二个输出代码:

printf("CONS(A, A):%d\r\n", CONS(A, A));

输出为:CONS(A, A):200CONS(A, A) ---> _CONS(2, 2) ---> int(2e2) 。

3、'#'和'##'的一些应用特例

(1)、合并匿名变量名

#include <stdio.h>

#define ___ANONYMOUS1(type,var,line)    type   var##line
#define __ANONYMOUS0(type, line)        ___ANONYMOUS1(type, _anonymous, line)
#define ANONYMOUS(type)                 __ANONYMOUS0(type, __LINE__)

int main(void)
{
    ANONYMOUS(static int);

    _anonymous9 = 666;

    printf("_anonymous9:%d\r\n", _anonymous9);

    return 0;
}

上述代码:ANONYMOUS(static int);最终展开为:static int _anonymous9; // 9表示该行行号;,下面分析下具体的展开过程:

第一次展开:ANONYMOUS(static int);   --->   __ANONYMOUS0(static int, __LINE__);

第二次展开:__ANONYMOUS0(static int, __LINE__);   --->   ___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 9);

第三次展开:___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 9);    --->   static int   _anonymous9;

对于宏的展开过程,每次只能解开当前层的宏,所以__LINE__在第二层才能被解开。

(2)、获取文件名

#include <stdio.h>

#define _GET_FILENAME(filename)         #filename
#define GET_FILENAME(filename)          _GET_FILENAME(filename)

int main(void)
{
    char filename[] = GET_FILENAME(__FILE__);

    printf("filename:%s\r\n", filename);

    return 0;
}

当然了,上述的宏也可以获取__DATE____LINE__等宏实际对应的值,上面专门定义了一个数组来存储转换后的值,实际使用时是否定义数组可自行安排。

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