[C++杂谈]：C++中宏的使用

最新推荐文章于 2024-11-12 21:31:41 发布

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#c语言 #宏 #class #sizeof

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本文探讨了C++中的宏使用，包括宏的字符串化操作`#`和连接操作`##`，宏在字符串和国际化中的应用，如何获取类成员变量的偏移量，使用`do{…}while(0)`避免语法错误，类型强转，防止溢出，计算数组长度的技巧，以及宏在调试中的作用和潜在陷阱。建议在使用宏时谨慎处理，以避免可能的问题。

　C/C++从编辑到生成目标文件的过程中，经历了预处理（#include、#if、#define）、编译、汇编和链接这几个过程，宏替换就是出现在预处理中，宏替换时不做任何的语法检查。由于宏替换时上下文可能存在不同的情况，因此要求对宏替换过程中对存在的变量使用括号包起来，切为了避免歧义，尽量不要在宏中使用自增自减运算符。

一、宏中使用#以及##
说明：“#”将宏中的参数字符串化，“##”将2个token连接为1个

// 输出class的大小
#define OUT_CLASS_SIZE(_Class)  do{\
    cout << #_Class << " size is:" << sizeof(_Class) << endl;\
}while (0);

// 获取基类的类型
#define GetClassBase(type) C##type##Bass

class CHouseBass{};
class CHouse:public CHouseBass{};
// 以上定义了2个类，CHouse继承于CHouseBass，这里使用GetClassBase宏定义了一个基类的对象
GetClassBase(House)  housebassObj;

二、宏在字符串中的使用

在使用C++调用SQLITE的demon中，将宏替换写入了一个字符串中，但运行的时候与预期不一致。
先看代码：

#define _VAR_ARG_20 (20)
#define _VAR_ARG_40 (40)
#define _VAR_ARG_SPEC   (20-30)

char *str = "Target Pin[_VAR_ARG_20]:Value[_VAR_ARG_40]:Spec[_VAR_ARG_SPEC]";

编译无问题，运行的时候，str中的各个宏并没有被替换。第一反应是，宏是在预编译的时候进行替换的，不应该存在问题才对。后来仔细想想，char *实际上是一个存放在静态存储区里面的字符串，其实质是一个右值，不允许修改，且其创建是在预编译之前完成的，字符串中的宏被视为普通的字符串不会被替换。

如果要实现字符串的替换，可以使用 # 号连接一个字符串与宏。也可以先使用占位符替换宏，然后以格式化字符的方法使用宏替换占位符达到目的。

三、宏在语言国际化中的使用

//第一版本的语言国际化
// 中文、英文
enum _EN_LANGUAGE{eLanguage_Chinese = 0,eLanguage_English};
_EN_LANGUAGE g_enLanguage = eLanguage_English;
#define defString(no,en,cn) string string_language_no(GetLanguage()?en:cn);
//等价于： string string_language_1101("Welcome To Luran's Home \r\n");
defString(1101,"Welcome To Luran's Home \r\n","欢迎来到卢然之家\r\n")
#define GETSTRING(no)   string_language_no

//第二版本的语言国际化：对比第一版本是定义一个全局变量，第二版本定义的是一个string的数组，
//且当不知道上次语言设置时，可以使用 eLanguage_Last 来设置继承上次语言设置
enum _EN_LANGUAGE{eLanguage_Chinese = 0,eLanguage_English,eLanguage_Last};
_EN_LANGUAGE g_enLanguage = eLanguage_English;
#define SetLanguage(language)  do {\
    if(eLanguage_Last != language)\
        g_enLanguage = language ;\
}while(0)

#define GetLanguage() g_enLanguage
#define defString(no,en,cn) static string string_id_##no[eLanguage_Last] = {en,cn};
#define GETSTRING(no)   string_id_##no[GetLanguage()]
defString(1101,"Welcome To Luran's Home \r\n","欢迎来到卢然之家\r\n")

int main()
{
    SetLanguage(eLanguage_Chinese);
    cout << GETSTRING(1101).c_str() << endl;
    SetLanguage(eLanguage_English);
    cout << GETSTRING(1101).c_str() << endl;
    getchar();
    return 0;
}

四、获类取成员变量的偏移量

#define OFFSET(structure, member) ((int)&((structure*)0)->member);

典型例子是通过某一类的成员变量的地址来获取该类对象的地址，如linux内核中链表的实现。
五、使用do{….}while(0)
使用do{….}while(0) 将需要的代码包裹起来，成为一个独立的语法单元，可以避免多条语句的情况下报错

#define dosomething(x) x++;x*=2;

if(bok)
　　dosomething(x);　　// dosomething扩展后，由于if和else之间存在多条语句，且无{}包裹，导致便宜错误
else
　　dootherthing();

使用do{}while(0)可以很好的消除以上问题

#define dosome(x) do{\
    x++;\
    x*=2;\  
}while(0)

六、进行类型强转
以下代码将指定地址转换为class_ex类型的对象或该对象的指针

#define addr_to_class_ex( p_addr ) ( *( (class_ex*) (p_addr) ) )
#define addr_to_class_ex( p_addr ) ( ( (class_ex*) (p_addr) ) )

七、防止溢出

#define INC_VAL( val ) (val = ((val)+1 > (val)) ? (val)+1 : (val))

八、返回数组个数

#define ARRAY_NO(arr) ((sizeof(arr)/sizeof(arr[0])))

九、宏调试

_LINE_ /*(两个下划线)，对应%d*/
_FILE_ /*对应%s*/
_DATE_ /*对应%s*/
_TIME_ /*对应%s*/

十、宏陷阱

宏使用时由于不能进行类型检查，不能生成调试时的标识符，切存在一些其他副作用，如：

// 当a == b 时，结果将与预期不符
#define swap(a,b) do \
{\
    a = a + b;\
    b = a - b;\
    a = a - b;\
} while (0);

// 当调用max时，如果使用了a++或者b++进行调用，则结果与预期不符
#define max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))