define宏定义中的#,##,@#及/符号

本文详细介绍了C语言预处理指令中的字符串化操作符(#)、符号连接操作符(##)及字符化操作符(@#)的功能与用法,并通过实例展示了它们如何帮助实现更灵活的宏定义。

#include "stdio.h"
#define Size(X) printf("%11s\t%2d\n",#X,sizeof(X));

int main(int argc, char **argv)
{
	Size(char);
	Size(short);
	Size(int);
	Size(long);
	Size(long long);
	Size(wchar_t);
	Size(float);
	Size(double);
	Size(long double);
	Size(int *);
	Size(long long *);
	return 0;
}






1、# (stringizing)字符串化操作符。其作用是:将宏定义中的传入参数名转换成用一对双引号括起来参数名字符串。其只能用于有传入参数的宏定义中,且必须置于宏定义体中的参数名前。

如:
#define example(instr) printf("the input string is:/t%s/n",#instr)
#define example1(instr) #instr
当使用该宏定义时:
example(abc); 在编译时将会展开成:printf("the input string is:/t%s/n","abc");

string str=example1(abc); 将会展成:string str="abc";

注意:
对空格的处理
a。忽略传入参数名前面和后面的空格。
   如:str=example1(   abc ); 将会被扩展成 str="abc";
b.当传入参数名间存在空格时,编译器将会自动连接各个子字符串,用每个子字符串中只以一个空格连接,忽略其中多余一个的空格。
   如:str=exapme( abc    def); 将会被扩展成 str="abc def";
 
2、## (token-pasting)符号连接操作符
宏定义中:参数名,即为形参,如#define sum(a,b) (a+b);中a和b均为某一参数的代表符号,即形式参数。
而##的作用则是将宏定义的多个形参成一个实际参数名。
如:
#define exampleNum(n) num##n
int num9=9;
使用:
int num=exampleNum(9); 将会扩展成 int num=num9;
注意:
1.当用##连接形参时,##前后的空格可有可无。
如:#define exampleNum(n) num ## n 相当于 #define exampleNum(n) num##n
2.连接后的实际参数名,必须为实际存在的参数名或是编译器已知的宏定义


// preprocessor_token_pasting.cpp
#include <stdio.h>
#define paster( n ) printf_s( "token" #n " = %d", token##n )
int token9 = 9;
 
int main()
{
   paster(9);
}
运行结果:
token9 = 9
 
另外,如果##后的参数本身也是一个宏的话,##会阻止这个宏的展开。


    #define STRCPY(a, b)    strcpy(a ## _p, #b)
    int main()
    {
        char var1_p[20];
        char var2_p[30];
        strcpy(var1_p, "aaaa");
        strcpy(var2_p, "bbbb");
        STRCPY(var1, var2);
        STRCPY(var2, var1);
        printf("var1 = %s/n", var1_p);
        printf("var2 = %s/n", var2_p);
        return 0;


        /* 注意这里 */
        STRCPY(STRCPY(var1,var2),var2);
        /* 这里是否会展开为: strcpy(strcpy(var1_p,"var2")_p,"var2“)?
         * 答案是否定的:
         * 展开结果将是:  strcpy(STRCPY(var1,var2)_p,"var2")
         * ## 阻止了参数的宏展开!
         * 如果宏定义里没有用到 # 和 ##, 宏将会完全展开
         */
    }  
 
 
3、@# (charizing)字符化操作符。
只能用于有传入参数的宏定义中,且必须置于宏定义体中的参数名前。作用是将传的单字符参数名转换成字符,以一对单引用括起来。
#define makechar(x)  #@x
a = makechar(b);
展开后变成了:
a= 'b';
 
4、/ 行继续操作符
当定义的宏不能用一行表达完整时,可以用"/"表示下一行继续此宏的定义。
另:关于其他网友对##和#的补充




1. 简单的说,“##”是一种分隔连接方式,它的作用是先分隔,然后进行强制连接。






   其中,分隔的作用类似于空格。我们知道在普通的宏定义中,预处理器一般把空格


   解释成分段标志,对于每一段和前面比较,相同的就被替换。但是这样做的结果是,


   被替换段之间存在一些空格。如果我们不希望出现这些空格,就可以通过添加一些


   ##来替代空格。






   另外一些分隔标志是,包括操作符,比如 +, -, *, /, [,], ...,所以尽管下面的


   宏定义没有空格,但是依然表达有意义的定义: define add(a, b)  a+b






   而其强制连接的作用是,去掉和前面的字符串之间的空格,而把两者连接起来。










2. 举列 -- 试比较下述几个宏定义的区别






   #define A1(name, type)  type name_##type##_type 或


   #define A2(name, type)  type name##_##type##_type






   A1(a1, int);  /* 等价于: int name_int_type; */


   A2(a1, int);  /* 等价于: int a1_int_type;   */






   解释:


        1) 在第一个宏定义中,"name"和第一个"_"之间,以及第2个"_"和第二个


   "type"之间没有被分隔,所以预处理器会把name_##type##_type解释成3段:


   “name_”、“type”、以及“_type”,这中间只有“type”是在宏前面出现过


    的,所以它可以被宏替换。






        2) 而在第二个宏定义中,“name”和第一个“_”之间也被分隔了,所以


   预处理器会把name##_##type##_type解释成4段:“name”、“_”、“type”


   以及“_type”,这其间,就有两个可以被宏替换了。






        3) A1和A2的定义也可以如下:


           #define A1(name, type)  type name_  ##type ##_type  


                                      <##前面随意加上一些空格>


           #define A2(name, type)  type name ##_ ##type ##_type






    结果是## 会把前面的空格去掉完成强连接,得到和上面结果相同的宏定义






3. 其他相关 -- 单独的一个 #






   至于单独一个#,则表示 对这个变量替换后,再加双引号引起来。比如






      #define  __stringify_1(x)   #x


那么


      __stringify_1(linux)   <==>  "linux"






所以,对于MODULE_DEVICE_TABLE






     1) #define MODULE_DEVICE_TABLE(type,name)                        


             MODULE_GENERIC_TABLE(type##_device,name)


     2) #define MODULE_GENERIC_TABLE(gtype,name)                      


             extern const struct gtype##_id __mod_##gtype##_table     


             __attribute__ ((unused, alias(__stringify(name))))






得到  


      MODULE_DEVICE_TABLE(usb, products)  


                             /*notes: struct usb_device_id products; */


 <==> MODULE_GENERIC_TABLE(usb_device,products)


 <==> extern const struct usb_device_id __mod_usb_device_table     


             __attribute__ ((unused, alias("products")))   






注意到alias attribute需要一个双引号,所以在这里使用了__stringify(name)来


给name加上双引号。另外,还注意到一个外部变量"__mod_usb_device_table"被alias


到了本驱动专用的由用户自定义的变量products<usb_device_id类型>。这个外部变量


是如何使用的,更多的信息请参看《probe()过程分析》。






4. 分析方法和验证方式 -- 编写一个简单的C程序






   用宏定义一个变量,同时用直接方式定义一个相同的变量,编译报告重复定义;


   用宏定义一个变量,直接使用该宏定义的变量名称,编译通过且运行结果正确;


   使用printf打印字符串数据。printf("token macro is %s", __stringify_1(a1));
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