c 预处理器 - 如何使C++宏的行为像函数一样
c preprocessor - How do I make a C++ macro behave like a function?
假设由于某种原因你需要编写一个宏：MACRO(X,Y) . (假设有一个很好的理由不能使用内联函数。 您希望此宏模拟对没有返回值的函数的调用。
示例 1：这应该按预期工作。
if (x > y)
MACRO(x, y);
do_something();
示例 2：这不应导致编译器错误。
if (x > y)
MACRO(x, y);
else
MACRO(y - x, x - y);
示例 3：这不应该编译。
do_something();
MACRO(x, y)
do_something();
编写宏的天真方法是这样的：
#define MACRO(X,Y)
cout << "1st arg is:" << (X) << endl;
cout << "2nd arg is:" << (Y) << endl;
cout << "Sum is:" << ((X)+(Y)) << endl;
这是一个非常糟糕的解决方案，所有三个示例都失败了，我不需要解释原因。
忽略宏的实际作用，这不是重点。
现在，我最常看到的宏编写方式是将它们括在大括号中，如下所示：
#define MACRO(X,Y)
{
cout << "1st arg is:" << (X) << endl;
cout << "2nd arg is:" << (Y) << endl;
cout << "Sum is:" << ((X)+(Y)) << endl;
}
这将解决示例 1，因为宏位于一个语句块中。 但是示例 2 被破坏了，因为我们在调用宏后放置了一个分号。 这使得编译器认为分号本身就是一个语句，这意味着 else 语句不对应于任何 if 语句！ 最后，示例 3 编译正常，即使没有分号，因为代码块不需要分号。
有没有办法编写宏以使其通过所有三个示例？
注意：作为分享提示的公认方式的一部分，我正在提交自己的答案，但如果有人有更好的解决方案，请随时在此处发布，它可能会比我的方法获得更多的选票。 :)
有一个相当聪明的解决方案：
#define MACRO(X,Y)
do {
cout << "1st arg is:" << (X) << endl;
cout << "2nd arg is:" << (Y) << endl;
cout << "Sum is:" << ((X)+(Y)) << endl;
} while (0)
现在，您有一个块级语句，该语句后必须跟一个分号。 这在所有三个示例中都符合预期和期望。
通常应避免使用宏;始终首选内联函数。任何值得一提的编译器都应该能够像宏一样内联一个小函数，并且内联函数将尊重命名空间和其他范围，并一次性计算所有参数。
如果它必须是宏，while 循环(已经建议(将起作用，或者您可以尝试逗号运算符：
#define MACRO(X,Y)
(
(cout << "1st arg is:" << (X) << endl),
(cout << "2nd arg is:" << (Y) << endl),
(cout << "3rd arg is:" << ((X) + (Y)) << endl),
(void)0
)
(void)0使语句的计算结果为void类型之一，并且使用逗号而不是分号允许它在语句中使用，而不仅仅是作为独立语句使用。出于多种原因，我仍然会推荐内联函数，其中最重要的是范围以及MACRO(a++, b++)将增加a和b两次的事实。
我知道你说"忽略宏的作用"，但人们会通过根据标题搜索来找到这个问题，所以我认为讨论使用宏模拟函数的进一步技术是必要的。
我所知道的最接近的是：
#define MACRO(X,Y)
do {
auto MACRO_tmp_1 = (X);
auto MACRO_tmp_2 = (Y);
using std::cout;
using std::endl;
cout << "1st arg is:" << (MACRO_tmp_1) << endl;
cout << "2nd arg is:" << (MACRO_tmp_2) << endl;
cout << "Sum is:" << (MACRO_tmp_1 + MACRO_tmp_2) << endl;
} while(0)
这将执行以下操作：
- 在每个所述的上下文中都能正常工作。
- 只计算其每个参数一次，这是函数调用的保证功能(假设在这两种情况下，这些表达式中都没有例外(。
- 通过使用 C++0x 的"自动"作用于任何类型。这还不是标准C++，但没有其他方法可以获取单一评估规则所需的 tmp 变量。
- 不要求调用方具有从命名空间 std 导入的名称，原始宏会这样做，但函数不会。
但是，它仍然与函数不同，因为：
- 在某些无效的用法中，它可能会给出不同的编译器错误或警告。
- 如果 X 或 Y 包含周围范围内的"MACRO_tmp_1"或"MACRO_tmp_2"的使用，则会出错。
- 与命名空间 std 相关：函数使用自己的词法上下文来查找名称，而宏使用其调用站点的上下文。在这方面，没有办法编写一个行为类似于函数的宏。
- 它不能用作 void 函数的返回表达式，而 void 表达式(如逗号解(可以。当所需的返回类型不为 null 时，尤其是用作左值时，这更是一个问题。但是逗号解决方案不能包含使用声明，因为它们是语句，因此请选择一个或使用 ({ ... }(GNU 扩展。
这是来自libc6的答案！看看/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/byteswap.h，我找到了你要找的技巧。
对以前解决方案的一些批评：
- Kip 的解决方案不允许计算表达式，而表达式最终经常需要。
- COPPRO的解决方案不允许分配变量，因为表达式是分开的，但可以计算为表达式。
- Steve Jessop的解决方案使用C++11
auto关键字，这很好，但可以随意使用已知/预期的类型。
诀窍是同时使用 (expr,expr) 构造和{}范围：
#define MACRO(X,Y)
(
{
register int __x = static_cast<int>(X), __y = static_cast<int>(Y);
std::cout << "1st arg is:" << __x << std::endl;
std::cout << "2nd arg is:" << __y << std::endl;
std::cout << "Sum is:" << (__x + __y) << std::endl;
__x + __y;
}
)
请注意 register 关键字的使用，它只是对编译器的提示。宏参数X和Y参数(已(括在括号中，并强制转换为预期类型。此解决方案适用于前增量和后增量，因为参数仅计算一次。
出于示例目的，即使没有请求，我也添加了 __x + __y; 语句，这是使整个集团被评估为精确表达式的方法。
如果要确保宏不会计算为表达式，则使用 void(); 会更安全，因此在需要rvalue的情况下是非法的。
但是，该解决方案不符合 ISO C++，g++ -pedantic会抱怨：
warning: ISO C++ forbids braced-groups within expressions [-pedantic]
为了让g++休息一下，请使用(__extension__ OLD_WHOLE_MACRO_CONTENT_HERE)，以便新定义如下：
#define MACRO(X,Y)
(__extension__ (
{
register int __x = static_cast<int>(X), __y = static_cast<int>(Y);
std::cout << "1st arg is:" << __x << std::endl;
std::cout << "2nd arg is:" << __y << std::endl;
std::cout << "Sum is:" << (__x + __y) << std::endl;
__x + __y;
}
))
为了进一步改进我的解决方案，让我们使用 __typeof__ 关键字，如 C 中的 MIN 和 MAX 所示：
#define MACRO(X,Y)
(__extension__ (
{
__typeof__(X) __x = (X);
__typeof__(Y) __y = (Y);
std::cout << "1st arg is:" << __x << std::endl;
std::cout << "2nd arg is:" << __y << std::endl;
std::cout << "Sum is:" << (__x + __y) << std::endl;
__x + __y;
}
))
现在编译器将确定适当的类型。这也是一个gcc扩展。
请注意删除 register 关键字，因为它在与类类型一起使用时会出现以下警告：
warning: address requested for ‘__x’, which is declared ‘register’ [-Wextra]
C++11 为我们带来了 lambda，这在这种情况下非常有用：
#define MACRO(X,Y)
[&](x_, y_) {
cout << "1st arg is:" << x_ << endl;
cout << "2nd arg is:" << y_ << endl;
cout << "Sum is:" << (x_ + y_) << endl;
}((X), (Y))
你保留了宏的生成能力，但有一个舒适的范围，你可以从中返回任何你想要的东西(包括void(。此外，避免了多次评估宏参数的问题。
使用 创建块
#define MACRO(...) do { ... } while(false)
不要在 while(假(之后添加 ;
你的答案受到多重评估问题的影响，所以(例如(
macro( read_int(file1), read_int(file2) );
会做一些意想不到的，可能是不需要的。
正如其他人所提到的，您应该尽可能避免宏。 如果多次评估宏参数，则在存在副作用的情况下它们是危险的。 如果您知道参数的类型(或者可以使用 C++0x auto功能(，则可以使用临时变量来强制执行单个计算。
另一个问题：多次评估发生的顺序可能不是您所期望的！
请考虑以下代码：
#include <iostream>
using namespace std;
int foo( int & i ) { return i *= 10; }
int bar( int & i ) { return i *= 100; }
#define BADMACRO( X, Y ) do {
cout << "X=" << (X) << ", Y=" << (Y) << ", X+Y=" << ((X)+(Y)) << endl;
} while (0)
#define MACRO( X, Y ) do {
int x = X; int y = Y;
cout << "X=" << x << ", Y=" << y << ", X+Y=" << ( x + y ) << endl;
} while (0)
int main() {
int a = 1; int b = 1;
BADMACRO( foo(a), bar(b) );
a = 1; b = 1;
MACRO( foo(a), bar(b) );
return 0;
}
它的输出是编译并在我的机器上运行的：
X=100， Y=10000， X+Y=110X=10， Y=100， X+Y=110
如果您愿意采用在 if 语句中始终使用大括号的做法，
您的宏只会缺少最后一个分号：
#define MACRO(X,Y)
cout << "1st arg is:" << (X) << endl;
cout << "2nd arg is:" << (Y) << endl;
cout << "Sum is:" << ((X)+(Y)) << endl
示例 1：(编译(
if (x > y) {
MACRO(x, y);
}
do_something();
示例 2：(编译(
if (x > y) {
MACRO(x, y);
} else {
MACRO(y - x, x - y);
}
示例 3：(不编译(
do_something();
MACRO(x, y)
do_something();
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