C语言的编译期行为（三） #的妙用

在C语言中，所有以#开头的行被认为是需要预处理器处理的“预处理器指令”。#include、#define等常见的用法不再赘诉，可以参考任何一本C语言的书籍。这里仍然讲一些需要注意的用法。下面的代码主要说明#出现在宏定义内部作为“字符串化”操作符的用法，另外附带介绍一些特别的习惯和用法。

#include <stdio.h>

# //此行只包含一个#，被当作空行处理

#define PRINT_ADD(a, b)                               \
    do                                                \
    {                                                 \
        char fmt[] = "%s + %s = %d\n";                \
        printf(fmt, #a, #b, ((a)+(b)));               \
    } while (0)                                       \

int main(int argc, char** argv)
{
    int var_a = 6;
    int var_b = 9;

    PRINT_ADD(3, 5);
    PRINT_ADD(var_a, var_b);
    PRINT_ADD(var_a * 2 , var_b);

    return 0;
}

只包含一个#的行会被如何处理？

第3行：只包含一个#的行被标准C语言认为是空行，#会被预处理器用空行替换掉。

宏函数定义为什么要使用do while循环的格式书写？

第5行到第10行定义了一个宏函数PRINT_ADD(a, b)。

1. 在宏函数中我们希望能够定义局部变量，但是C99以前的标准C语言要求所有变量必须一个作用域开始处定义。而宏展开后即变成了普通的代码行，并不能保证满足满足这一点的要求，所以宏函数需要采用大括号的形式。

2. 我们希望在程序中尽量像调用普通函数那样使用宏函数，即要求其后有一个分号作为结尾。使用这种形式有效地要求了用户必须使用分号。

3. 编译器随后的处理中，会有效地优化掉这种注定只执行一次的循环语句。所以一般来说不会影响性能。

第9行中#的作用是什么？

#出现在宏定义内部被认为是“字符串化”操作符。它的作用是将传入的参数整体宏替换为相对应的字符串。

例如：

第17行传入的3和5： #a被替换为"3"，#b被替换为"5"， a被替换为3， b被替换为5

第18行传入的var_a和var_b： #a被替换为"var_a"，#b被替换为"var_a"， a被替换为var_a， b被替换为var_b

第19行传入的var_a * 2和var_b： #a被替换为"var_a * 2"，#b被替换为"var_a"， a被替换为var_a * 2， b被替换为var_b

所以，程序运行的结果为：

3 + 5 = 8

var_a + var_b = 15

var_a * 2 + var_b = 21

P.S.：以下是VS2008预处理器处理后输出的代码：

int main(int argc, char** argv)
{
    int var_a = 6;
    int var_b = 9;

    do { char fmt[] = "%s + %s = %d\n"; printf(fmt, "3", "5", ((3)+(5))); } while (0);
    do { char fmt[] = "%s + %s = %d\n"; printf(fmt, "var_a", "var_b", ((var_a)+(var_b))); } while (0);
    do { char fmt[] = "%s + %s = %d\n"; printf(fmt, "var_a * 2", "var_b", ((var_a * 2)+(var_b))); } while (0);

    return 0;
}

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