同事C代碼中的#、##把我秀了

作者：佚名 2021-12-03 11:57:27

#和##對于大部分C語言玩得還算比較溜的朋友并不是很陌生，不過能把這兩個(gè)知識點(diǎn)游刃有余的應(yīng)用到所在代碼中的每個(gè)角落，似乎并沒有幾個(gè)人能夠做到，學(xué)的時(shí)候朗朗上口，而編碼的時(shí)候卻拋之腦后。

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正文

大家好，我是bug菌！

但是今天bug菌還是想重新介紹這兩個(gè)“兄弟”，希望大家能夠?qū)懗?quot;秀"一點(diǎn)的代碼~

1.#和##基礎(chǔ)

對于這兩個(gè)語法的功能都比較簡單，且都是在預(yù)處理階段做一些工作 :

#主要是將宏參數(shù)轉(zhuǎn)化為字符串
##主要是將兩個(gè)標(biāo)識符拼接成一個(gè)標(biāo)識符

沒點(diǎn)代碼似乎并不是那么形象 :

參考demo：

1#include <stdio.h>  
 2#include <stdlib.h>  
 3  
 4//#的簡單使用   
 5#define STR(str) #str  
 6  
 7//##的簡單使用  
 8#define  CMB(a,b) a##b  
 9  
10int main(int argc, char *argv[]) {  
11  
12    int CMB(uart,1) = 5;  
13    int CMB(uart,2) = 10;  
14  
15    printf("#的簡單使用:\r\n");  
16    printf("%s\r\n",STR(3.1415));  
17    printf("%s\r\n",STR(abcd));  
18  
19    printf("##的簡單使用:\r\n");  
20    printf("%d\r\n",uart1);      
21    printf("%d\r\n",uart2);  
22  
23    return 0;  
24}

輸出結(jié)果：

從結(jié)果上看來似乎#僅僅只是代替了字符串的雙引號,而##卻實(shí)現(xiàn)了標(biāo)識符的拼接，這樣就為編碼標(biāo)識符的處理上能夠帶來更多的可玩性。

那么，下面bug菌跟大家具體展示一下他們的常用技巧:

2.#的玩法

（1）標(biāo)識符的“字符串變量"

“#”一般結(jié)合打印語句組合成一個(gè)宏定義，可以方便的打印相關(guān)信息，下面給個(gè)簡單的實(shí)例就明白了。

1#include <stdio.h>  
 2#include <stdlib.h>  
 3  
 4//#打印調(diào)試   
 5#define DebugLogExpr(Expr)     printf("%s : %d\r\n",#Expr, Expr);    
 6  
 7//私有參數(shù)訪問   
 8int sFucntion(void)  
 9{  
10    static int var = 10;  
11    return var;  
12}   
13  
14int main(int argc, char *argv[]) {  
15  
16    int DebugVar = 50;  
17  
18    DebugLogExpr(DebugVar);     //直接打印變量名和變量   
19    DebugLogExpr(100/5);        //打印表達(dá)式及結(jié)果   
20    DebugLogExpr(sFucntion());  //打印相關(guān)函數(shù)名及結(jié)果   
21  
22    return 1;  
23}

輸出結(jié)果：

這樣的話就不需要總是采用雙引號來單獨(dú)書寫，同時(shí)你還可以繼續(xù)擴(kuò)展構(gòu)造更加靈活的宏。

（2）結(jié)合##進(jìn)行字符串拼接打印

前面介紹了##進(jìn)行標(biāo)識符的拼接，那么實(shí)現(xiàn)拼接標(biāo)識符轉(zhuǎn)化為字符串看來很簡單吧，于是你會編寫了如下代碼:

 1#include <stdio.h>  
 2#include <stdlib.h>  
 3  
 4//#的簡單使用   
 5#define STR(str) #str  
 6  
 7//##的簡單使用  
 8#define  CMB(a,b) a##b  
 9  
10int main(int argc, char *argv[]) {  
11  
12    int CMB(uart,1) = 5;  
13  
14    printf("%s\r\n",STR(CMB(uart,1)));  
15  
16    return 0;  
17}

暗自歡喜的編譯著，然而卻得到了如下結(jié)果:

得到的并不是拼接以后你想要的uart1，難道不能這么玩？當(dāng)然不是，不然也不會在這里拿出來說。

首先要知道原因 : 進(jìn)行宏定義嵌套的情況，#或者##僅在當(dāng)前宏有效，嵌套宏中不會再次展開，既然當(dāng)前宏無法展開，那么我只能再加一級宏定義作為轉(zhuǎn)換宏進(jìn)行展開，看能不能解決該問題:

 1 #include <stdio.h>  
 2#include <stdlib.h>  
 3  
 4//#的簡單使用   
 5#define STR(str) #str  
 6  
 7//##的簡單使用  
 8#define  CMB(a,b) a##b  
 9  
10#define STR_CON(str) STR(str)  //轉(zhuǎn)換宏   
11  
12int main(int argc, char *argv[]) {  
13  
14    int CMB(uart,1) = 5;  
15  
16    printf("%s\r\n",STR_CON(CMB(uart,1)));  
17  
18    return 0;  
19}

此時(shí)輸出的結(jié)果符合我們的預(yù)期:

首先進(jìn)行第一層轉(zhuǎn)換宏替換處理掉##拼接符得到str(uart1)，然后進(jìn)行字符串轉(zhuǎn)換符的處理為uart1字符串打印輸出，當(dāng)然以后你會遇到一些復(fù)雜的，不過要訣就是宏替換只會處理當(dāng)前的#或者##，否則就需要增加轉(zhuǎn)換宏提前進(jìn)行宏替換展開。

所以采用##拼接出來的標(biāo)識符想要打印輸出的話，使用#進(jìn)行轉(zhuǎn)換是最直接、方便的。

3.##的玩法

##拼接符的玩法有點(diǎn)多，甚至有些還比較繞，當(dāng)然如果你游刃有余的話，這對于重構(gòu)代碼是一把“ 利器 ”。

（1）在結(jié)構(gòu)體定義中的妙用

下面是bug菌經(jīng)常在項(xiàng)目代碼中用到的##結(jié)構(gòu)體定義法，也是非常多開源代碼中慣用的做法，相比常規(guī)的結(jié)構(gòu)體定義法，確實(shí)省去很多重復(fù)的代碼。

比如下面的參考代碼 :

1#include <stdio.h>  
 2#include <stdlib.h>  
 3  
 4#define DF_STRUCT(name) typedef struct tag##name name;\  
 5                         struct tag##name  
 6  
 7DF_STRUCT(DevManage) 
 8{  
 9    int index;   //索引   
10    int Access;  //權(quán)限  
11                  //...    
12};  
13  
14int main(int argc, char *argv[]) {  
15  
16   DevManage stDevManage;  
17  
18   stDevManage.index  = 1;  
19   stDevManage.Access = 666;  
20  
21    printf("Dev Index :%d\n",stDevManage.index );  
22    printf("Dev Access:%d\n",stDevManage.Access );  
23  
24    return 1;  
25}

（2）統(tǒng)一宏替換

拼接標(biāo)識符意味著符號的粒度更高，而這碎片化的符號進(jìn)行有效的管理，就可以使得符號更加具有通用性和靈活性。

其實(shí)這種思想跟我們代碼模塊話是同樣的道理。

來首先我們用一個(gè)兩層拼接體驗(yàn)一下:

 1#include <stdio.h>  
 2#include <stdlib.h>  
 3  
 4//假如這是stm32庫中的宏   
 5#define GPIO_Pin_0                 ((int)0x0001)  /*!< Pin 0 selected */  
 6#define GPIO_Pin_1                 ((int)0x0002)  /*!< Pin 1 selected */  
 7#define GPIO_Pin_2                 ((int)0x0004)  /*!< Pin 2 selected */  
 8#define GPIO_Pin_3                 ((int)0x0008)  /*!< Pin 3 selected */  
 9  
10#define USART1              ((int *) 0x1000)  
11#define USART2              ((int *) 0x2000)  
12 
13  
14//拼接變量   
15#define UARTX 1  
16  
17//最終的組合標(biāo)識符   
18#define UART1_CORE  USART1  
19#define UART1_RX    GPIO_Pin_0  
20#define UART1_TX    GPIO_Pin_1  
21 
22#define UART2_CORE  USART2  
23#define UART2_RX    GPIO_Pin_2  
24#define UART2_TX    GPIO_Pin_3  
25  
26//拼接過程   
27#define _UARTX_CORE(uartx)   UART##uartx##_CORE   
28#define UARTX_CORE(uartx)    _UARTX_CORE(uartx)  
29  
30  
31#define _UARTX_RX(uartx)   UART##uartx##_RX  
32#define UARTX_RX(uartx)    _UARTX_RX(uartx)   
33  
34#define _UARTX_TX(uartx)   UART##uartx##_TX  
35#define UARTX_TX(uartx)    _UARTX_TX(uartx)  
36  
37 
38int main(int argc, char *argv[]) {  
39  
40    //組合標(biāo)識符的使用   
41    printf("0x%x\n",UARTX_CORE(UARTX));  
42    printf("0x%x\n",UARTX_RX(UARTX));  
43    printf("0x%x\n",UARTX_TX(UARTX));  
44  
45    return 1;  
46}