C语言：预处理与宏定义详解

预处理的步骤

C编译器做语法解析之前的预处理步骤：

• 对define语句进行替换
  • \可以把分行的代码连接成一行
  • 将注释替换为一个空格

宏可被\分割

#define STR “hello, “ \
“world”

#define MAIN \
int main() \
{ \
return 0; \
}

内核中出现了大量的复杂宏定义，因此深入宏是十分必要的

一个神鬼莫测的宏的示例

条件预处理指示

两个示例：

#ifndef <token>
/* code */
#else
/* code to include if the token is defined */
#endif

#if DLEVEL > 5
    #define SIGNAL  1
    #if STACKUSE == 1
        #define STACK   200
    #else
        #define STACK   100
    #endif
#else
    #define SIGNAL  0
    #if STACKUSE == 1
        #define STACK   100
    #else
        #define STACK   50
    #endif
#endif
#if DLEVEL == 0
    #define STACK 0
#elif DLEVEL == 1
    #define STACK 100
#elif DLEVEL > 5
    display( debugptr );
#else
    #define STACK 200
#endif

宏定义

变量式宏定义（object-like macro）

宏定义名可以像变量一样在代码中使用，形式类似：
#define STR "hello, world"

函数式宏定义（function-like macro）

宏定义可以像函数调用一样在代码中使用，形式类似：
#define MAX(a, b) ((a)>(b)?(a):(b))

函数式宏定义的优势（相比较函数）

• 省去了分配和释放栈帧、传参、传返回值等一系列工作
• 简短并且被频繁调用的函数经常用函数式宏定义来代替实现。例如C标准库的很多函数都提供两种实现，一种是真正的函数实现，一种是宏定义实现
• inline关键字告诉编译器，这个函数的调用要尽可能快，可以当普通的函数调用实现，也可以用宏展开的办法实现

为了检查编译器对宏所做的替换操作，可以使用gcc -E命令

宏定义需要注意的事情：

• 宏可以重复定义，但是每次的定义均需相同。 如果需要重新定义一个宏，和原来的定义不同，可以先用#undef取消原来的定义，再重新定义
• 如果MAX被定义为#define MAX(a, b) (a>b?a:b)，那么MAX(i&0x0f, j&0x0f)将会被展开为(i&0x0f>j&0x0f?i&0x0f:j&0x0f)而不是((i&0x0f)>(j&0x0f)?(i&0x0f):(j&0x0f))，由于>结合优先级高于&，因此会出现很难找到的bug

• do{}while(0)

  内核中宏定义常常写成：

  #define device_init_wakeup(dev,val) \
  do { \
  device_can_wakeup(dev) = !!(val); \
  device_set_wakeup_enable(dev,val); \
  } while(0)

  这里用do { … } while(0)括起来了，如果没有括起来：

  #define device_init_wakeup(dev,val) \
      {device_can_wakeup(dev) = !!(val); \
      device_set_wakeup_enable(dev,val);}
  if (n > 0)
      device_init_wakeup(d, v);

  当使用以下if else语句时，会因多出一个;报错

  if (n > 0)
      device_init_wakeup(d, v);
  else
      continue;

#、##、可变参数

• 对于函数式宏，#可以将参数转换为字符串（并非简单的加“”，这里已经过转义）
• ##可以用于上面两种宏，可以将前后两个预处理Token连接成一个预处理Token
• #define showlist(...) printf(#__VA_ARGS__)
  • …表示可变参数，上面宏展开后为printf("The first, second, and third items.");
  • 在宏定义中，可变参数的部分用__VA_ARGS__表示