C语言中宏的使用

作为一个C语言程序员,对宏的使用是必不可少的技能,在C代码中宏无处不在。宏有其优点,如在编译时替换,不影响运行时效率等;当然也有其缺点,如不可调试等。本文中对一些宏的用法做了些介绍,以下内容系互联网搜索获取,如涉及版权,请立即通知本人,本人在最短的时间内删除。

关于#和##在C语言的宏中,#的功能是将其后面的宏参数进行字符串化操作(Stringfication),简单说就是在对它所引用的宏变量通过替换后在其左右各加上一个双引号。…在C宏中称为Variadic Macro,也就是变参宏。

关于#和##在C语言的宏中,#的功能是将其后面的宏参数进行字符串化操作(Stringfication),简单说就是在对它所引用的宏变量通过替换后在其左右各加上一个双引号。比如下面代码中的宏:

#define WARN_IF(EXP)      \
      do{ if (EXP)      \
              fprintf(stderr, "Warning: " #EXP "\n"); }     \
      while(0)

那么实际使用中会出现下面所示的替换过程:

WARN_IF (divider == 0);被替换为 do {
      if (divider == 0)
fprintf(stderr, "Warning" "divider == 0" "\n");
} while(0);

这样每次divider(除数)为0的时候便会在标准错误流上输出一个提示信息。而##被称为连接符(concatenator),用来将两个Token连接为一个Token。注意这里连接的对象是Token就行,而不一定是宏的变量。比如你要做一个菜单项命令名和函数指针组成的结构体的数组,并且希望在函数名和菜单项命令名之间有直观的、名字上的关系。那么下面的代码就非常实用:

struct command
{
char * name;
void (*function) (void);
};

#define COMMAND(NAME) { NAME, NAME ## _command }

// 然后你就用一些预先定义好的命令来方便的初始化一个command结构的数组了:

struct command commands[] = {
COMMAND(quit),
COMMAND(help),
...
}

COMMAND宏在这里充当一个代码生成器的作用,这样可以在一定程度上减少代码密度,间接地也可以减少不留心所造成的错误。我们还可以n个##符号连接 n+1个Token,这个特性也是#符号所不具备的。比如:

#define LINK_MULTIPLE(a,b,c,d) a##_##b##_##c##_##d

typedef struct _record_type LINK_MULTIPLE(name,company,position,salary);
// 这里这个语句将展开为:
// typedef struct _record_type name_company_position_salary;

关于…的使用

…在C宏中称为Variadic Macro,也就是变参宏。比如:

#define myprintf(templt,...) fprintf(stderr,templt,__VA_ARGS__)

// 或者

#define myprintf(templt,args...) fprintf(stderr,templt,args)

第一个宏中由于没有对变参起名,我们用默认的宏__VA_ARGS__来替代它。第二个宏中,我们显式地命名变参为args,那么我们在宏定义中就可以用 args来代指变参了。同C语言的stdcall一样,变参必须作为参数表的最有一项出现。当上面的宏中我们只能提供第一个参数templt时,C标准要求我们必须写成:

myprintf(templt,);

的形式。这时的替换过程为:

myprintf("Error!\n",);替换为: fprintf(stderr,"Error!\n",);

这是一个语法错误,不能正常编译。这个问题一般有两个解决方法。首先,GNU CPP提供的解决方法允许上面的宏调用写成:

myprintf(templt);

而它将会被通过替换变成:

fprintf(stderr,"Error!\n",);

很明显,这里仍然会产生编译错误(非本例的某些情况下不会产生编译错误)。除了这种方式外,c99和GNU CPP都支持下面的宏定义方式:

#define myprintf(templt, ...) fprintf(stderr,templt, ##__VAR_ARGS__)

这时,##这个连接符号充当的作用就是当__VAR_ARGS__为空的时候,消除前面的那个逗号。那么此时的翻译过程如下:

myprintf(templt);被转化为: fprintf(stderr,templt);

这样如果templt合法,将不会产生编译错误。

错误的嵌套-Misnesting

宏的定义不一定要有完整的、配对的括号,但是为了避免出错并且提高可读性,最好避免这样使用。

由操作符优先级引起的问题-Operator Precedence Problem

由于宏只是简单的替换,宏的参数如果是复合结构,那么通过替换之后可能由于各个参数之间的操作符优先级高于单个参数内部各部分之间相互作用的操作符优先级,如果我们不用括号保护各个宏参数,可能会产生预想不到的情形。比如:

#define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y

那么

a = ceil_div( b & c, sizeof(int) );

将被转化为:

a = ( b & c    + sizeof(int) - 1) / sizeof(int);
// 由于+/-的优先级高于&的优先级,那么上面式子等同于:
a = ( b & (c + sizeof(int) - 1)) / sizeof(int);

这显然不是调用者的初衷。为了避免这种情况发生,应当多写几个括号:

#define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))

消除多余的分号-Semicolon Swallowing

通常情况下,为了使函数模样的宏在表面上看起来像一个通常的C语言调用一样,通常情况下我们在宏的后面加上一个分号,比如下面的带参宏:

MY_MACRO(x);

但是如果是下面的情况:

#define MY_MACRO(x) {\
/* line 1 */\
/* line 2 */\
/* line 3 */ }

//...

if (condition())
MY_MACRO(a);
else
{...}

这样会由于多出的那个分号产生编译错误。为了避免这种情况出现同时保持MY_MACRO(x);的这种写法,我们需要把宏定义为这种形式:

#define MY_MACRO(x) do {
/* line 1 */\
/* line 2 */\
/* line 3 */ } while(0)

这样只要保证总是使用分号,就不会有任何问题。

Duplication of Side Effects

这里的Side Effect是指宏在展开的时候对其参数可能进行多次Evaluation(也就是取值),但是如果这个宏参数是一个函数,那么就有可能被调用多次从而达到不一致的结果,甚至会发生更严重的错误。比如:

#define min(X,Y) ((X) > (Y) ? (Y) : (X))

//...

c = min(a,foo(b));

这时foo()函数就被调用了两次。为了解决这个潜在的问题,我们应当这样写min(X,Y)这个宏:

#define min(X,Y) ({\
typeof (X) x_ = (X);\
typeof (Y) y_ = (Y);\
(x_ < y_) ? x_ : y_; })

({…})的作用是将内部的几条语句中最后一条的值返回,它也允许在内部声明变量(因为它通过大括号组成了一个局部Scope)

标签: C语言

我的第一次——十年互联网之电子邮件

很多想法付诸笔端总是感觉很难,总是感觉无从下手,呈现在纸上的往往是一堆方块字的胡乱堆砌,有点为赋新词强说愁的困惑。

不写书信差不多已有十个年头,记忆中最深刻的便是高三复读当年,每次收到已进入大学的旧日同窗的热情洋溢的信件,信中无论是刚入大学的感受抑或是给予我亲切的鼓励都让我感觉到异常的温馨,那时候接收同学的寄来的信件成为复读生活中很重要的一部分。

1998年,我怀揣梦想走进象牙塔——传说中称为大学的地方。那年头电话还不太发达,互联网就更别提了,刚进入大学的时候连听都没有听说过。

进入大学之初,跟旧日同学也是鸿雁往来,动辙洋洋洒洒数千字,诉说着自己进入大学后的酸甜苦乐,在我老家的柜子里至今还封存着曾经旧日同学给我的众多邮件,现在回家时偶尔翻翻也还是那么温馨;家中那时还没有电话,一封家书也总是生活中不可或缺的一部分。然而这一切也都成为十年前的回忆。成就这一切的要归功于电话的日益普遍和互联网的蓬勃兴起。

十年前,我拥有了自己的e-mail。当时的情形至今历历在目: 1999年的一个上午,在学校图书馆第一次见识了令我无限神往的互联网,那时候拥有一个电子邮箱都会让人感觉到那是多么美好的事情,那是自己第一次接触互联网,我怀着激动的心情双击那个蓝色的地球(后来才知道那是IE),当时打开第一个网页便是263.net网站,我的互联网之旅从此开始,我的第一个电子邮箱就在这种情况下诞生的。申请的过程很是仔细,需要填写的每一项都要仔细检查,尤其是那个用户协议,反复看了几遍才按下了同意,然后进行后续的申请过程。再三反复检查之后我的第一个邮箱:****@263.net开启了我的互联网第一站。

那时候使用互联网的朋友和同学还不多,虽然自己有e-mail,却无法体验到朋友和同学用电子邮件发来问候的那种愉悦,订阅的很多电子杂志,根本不想花费时间去阅读,仅仅是为了体验那种打开信箱时发现有新邮件的感觉,更不像现在打开邮箱时,看到如无尽长江滚滚而来的垃圾邮件和广告邮件时候,会有无端的郁闷之感。

那时候也曾为了展示自己也是互联网一族,不时的将自己的邮箱地址涂鸦在图书馆自习室的桌上,希望收到陌生朋友的来信,事实上,也从未收到过陌生的朋友给我发过一封邮件。

虽然发达的互联网提供了发达的电子邮件服务,仔细回想却很难能在记忆中搜索到自己曾经给哪位朋友、家人发送过一封类似传统信件一样语意丰富的电子邮件。曾经申请的多数邮箱几乎变为专门收取广告邮件和垃圾邮件的摆设。大概互联网上的很多“伊妹儿”用户与我的状况一般无二。

互联网虽然给我们的联系带来诸多方便,书信带给我们内心的感动和书写心情时候的用心却是互联网却给不了我们。

电子邮件方兴未艾,书信也不会退出历史舞台,看明朝数谁风流。

标签: 互联网 第一次 电子邮件 书信

重新开张

之前在国内服务器上放置的几篇文章随着服务器的无法访问而烟消云散,可见国内网络环境并不可观,因此费尽周折重新在国外服务器上安家,其实也不知道自己会在这里做些什么,只想有时间能记录些什么,或者心血来潮写些什么,一个域名加上200M的空间¥120/年,似乎还可以接受,平均每个月多抽一包烟的价格。

在这里,可能会记录一下自己的一些心情,正如emlog默认标题那样点滴记忆;也可能会写些自己的学习心得,毕竟我也还在不断学习之中;也可能会写些技术类的总结,因为我是一个程序员;也可能会转载一些对自己学习有帮助的他人的文章,所谓他山之玉,可以攻石;也很有可能会很长时间不会更新,因为我是一个懒惰的人,同时工作也很忙。

此次重新开张,将原来的wp程序更换为了emlog,因为在google时发现评论说emlog运行较快,同时我是一个对网速没有耐心的人,而空间放在国外本身访问就要慢一些,如果程序再运行慢些,我会有些崩溃,所以更换为emlog试运行一下,看看效果如何。

标签: 重新开张 程序员 心情

欢迎使用emlog

从今天起,做一个幸福的人。