【PP疼？①】嵌套展开

nadesico19

function-like 的宏是一个兼有 powerful 和 tricky 这两方面性质的工具，虽然不少人认为滥用之会陷入难以阅读与调试的尴尬境地，不过善用之则可以在一些场景下显著提升工作效率。

当然，只将其当做简单的代码模板称不上“善用之”，预处理期的条件分支、循环以及数据结构必不可少。

为了实现这些机制，首先来看一个基础问题：宏的嵌套展开。

1. #define CONCAT(lhs_, rhs_) lhs_ ## rhs_
   
2. CONCAT(1, 2)
   
3. CONCAT(1, CONCAT(2, 3))
   
4. 
   
5. // gcc -E ...
   
6. // ...
   
7. // 12
   
8. // 1CONCAT(2, 3)

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可以看出，第二行的展开并不成功，这主要归因于展开规则（总结自标准）：

1. 当扫描一个 function-like 的宏时，首先会展开其所有的参数宏（以及参数宏内的参数宏），但如果该参数宏与该宏重名，则不予展开。

为了解决这个问题，我们可以借助第二条规则

2. 当扫描并展开完一个 function-like 的宏之后，会对展开的内容进行再扫描，继续展开其中的其他宏。

1. #define CONCAT(lhs_, rhs_) CONCAT_I(lhs_, rhs_)
   
2. #define CONCAT_I(lhs_, rhs_) lhs_ ## rhs_
   
3. CONCAT(1, 2)
   
4. CONCAT(1, CONCAT(2, CONCAT(3, 4)))
   
5. 
   
6. // gcc -E ...
   
7. // ...
   
8. // 12
   
9. // 1234

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我们的方案是将宏重命名，这使得再扫描过程中宏与参数宏将不再重名，即可顺利展开。

以下是 CONCAT(1, CONCAT(2, CONCAT(3, 4))) 的展开过程，可以帮助理解，为了方便我们将三个CONCAT按出现顺序命名为C1、C2、C3

1. CONCAT(1, CONCAT(2, CONCAT(3, 4)))
   
2. -> CONCAT_I(1, CONCAT(2, CONCAT(3, 4)))      // 扫描C1。C2与C1同名，不展开。
   
3. -> CONCAT_I(1, CONCAT_I(2, CONCAT(3, 4)))    // 重新扫描C1。C2与C1不同名，展开；C3与C2同名，不展开。
   
4. -> CONCAT_I(1, CONCAT_I(2, CONCAT_I(3, 4)))  // 重新扫描C2。C3与C2不同名，展开。
   
5. -> CONCAT_I(1, CONCAT_I(2, 34))              // C3展开完毕
   
6. -> CONCAT_I(1, 234)                          // C2展开完毕
   
7. -> 1234                                      // C1展开完毕

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水水的就是这样。

帅气可爱魔理沙

/me 欺负　楼主

LH_Mouse

不能递归替换已经是硬伤了，不过拿来倒腾 token 倒是比什么模板不知高到哪里去。模板不能创造新 token 也是原罪之一。

moecmks

氵

LH_Mouse

1. #define CAR_(h_, ...)  h_
   
2. #define CAR(h_, ...)   CAR_(h_, __VA_ARGS__)
   
3. 
   
4. #define CDR_(h_, ...)  __VA_ARGS__
   
5. #define CDR(h_, ...)   CDR_(h_, __VA_ARGS__)
   
6. 
   
7. #define CONS_(h_, ...) h_, __VA_ARGS__
   
8. #define CONS(h_, ...)  CONS_(h_, __VA_ARGS__)
   

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黑羽胡蝶

这个真不错，学习了。

LYP

棒棒棒！