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可變參數宏

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可變參數宏C語言與C++語言的函數宏的參數個數可以是0個或多個。1999年在C語言標準的ISO/IEC 9899:1999(C99)修訂版和2011年ISO/IEC 14882:2011(C ++ 11)C ++語言標準修訂版中引入了可變參數宏。 在C ++ 20中添加了沒有參數的可變參數宏。
中文名
可變參數宏
外文名
variadic macro
語    種
C,C++

可變參數宏聲明語法

聲明語法與可變參數函數類似:使用三個完整句號“...”的序列表示必須傳遞一個或多個參數。 在宏擴展期間,宏替換列表中特殊標識符__VA_ARGS__的每次出現都被傳遞的參數替換。
沒有提供用於訪問變量參數列表中的單個參數的方法,也不知道有多少個參數已通過。 但是,可以編寫宏來計算已傳遞的參數數量。
C99和C ++ 11標準都至少需要一個參數,但是由於C ++ 20的這個限制已經通過__VA_OPT__功能宏解除了。 參數存在時,__VA_OPT__宏將被其參數替換,否則將被忽略。 但是,通用編譯器也允許在添加之前傳遞零參數。 [1] 

可變參數宏實現支持

C/C++編譯器支持:
  • GNU Compiler Collection3.0,
  • Visual Studio 2005,
  • C++Builder2006,
  • Oracle Solaris Studio(Sun Studio) Forte Developer 6 update 2 (C++ version 5.3).

可變參數宏具體介紹

可變參數宏關於“## __VA_ARGS__”

在GNU C中,宏可以接受可變數目的參數,就象函數一樣,例如:
#define pr_debug(fmt,arg...) \  printk(KERN_DEBUG fmt, ##arg)
用可變參數宏(variadic macros)傳遞可變參數表。
你可能很熟悉在函數中使用可變參數表,如:
void printf(const char* format, ...);
但是可變參數表還是隻能應用在真正的函數中,不能使用在宏中。
C99編譯器標準終於改變了這種局面,它允許你可以定義可變參數宏(variadic macros),這樣你就可以使用擁有可以變化的參數表的宏。可變參數宏就像下面這個樣子:
#define debug(...) printf(__VA_ARGS__)
缺省號代表一個可以變化的參數表。使用保留名 __VA_ARGS__ 把參數傳遞給宏。當宏的調用展開時,實際的參數就傳遞給 printf()了。例如:
Debug("Y = %d\n", y);
而處理器會把宏的調用替換成:
printf("Y = %d\n", y);
因為debug()是一個可變參數宏,你能在每一次調用中傳遞不同數目的參數:
debug("test");  // 一個參數
可變參數宏不被ANSI/ISO C++ 所正式支持。因此,你應當檢查你的編譯器,看它是否支持這項技術。
用GCC和C99的可變參數宏, 更方便地打印調試信息。

可變參數宏gcc的預處理提供的可變參數宏定義

#ifdef DEBUG #define dbgprint(format,args...) \  fprintf(stderr, format, ##args) #else #define dbgprint(format,args...) #endif
如此定義之後,代碼中就可以用dbgprint了,例如dbgprint(“%s”, __FILE__);
下面是C99的方法:
#define dgbmsg(fmt,...)     
printf(fmt,__VA_ARGS__)
新的C99規範支持了可變參數的宏。
具體使用如下:
以下內容為程序代碼:
#include <stdarg.h> #include <stdio.h> #define LOGSTRINGS(fm, ...) printf(fm,__VA_ARGS__)  int main() {     LOGSTRINGS("hello, %d ", 10);     return 0; }
但當前只有gcc才支持。
可變參數的宏裏的’##’操作説明帶有可變參數的宏(Macros with a Variable Number of Arguments)在1999年版本的ISO C 標準中,宏可以象函數一樣,定義時可以帶有可變參數。宏的語法和函數的語法類似。下面有個例子:
#define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
這裏,’…’指可變參數。這類宏在被調用時,它(這裏指’…’)被表示成零個或多個符號,包括裏面的逗號,一直到到右括弧結束為止。當被調用時,在宏體(macro body)中,那些符號序列集合將代替裏面的__VA_ARGS__標識符。更多的信息可以參考CPP手冊。
GCC始終支持複雜的宏,它使用一種不同的語法從而可以使你可以給可變參數一個名字,如同其它參數一樣。例如下面的例子:
#define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)
這和上面舉的那個ISO C定義的宏例子是完全一樣的,但是這麼寫可讀性更強並且更容易進行描述。
GNU CPP還有兩種更復雜的宏擴展,支持上面兩種格式的定義格式。
在標準C裏,你不能省略可變參數,但是你卻可以給它傳遞一個空的參數。例如,下面的宏調用在ISO C裏是非法的,因為字符串後面沒有逗號:
debug (“A message”)
GNU CPP在這種情況下可以讓你完全的忽略可變參數。在上面的例子中,編譯器仍然會有問題(complain),因為宏展開後,裏面的字符串後面會有個多餘的逗號。

可變參數宏##__VA_ARGS__

#define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __VA_ARGS__)
這裏,如果可變參數被忽略或為空,’##’操作將使預處理器(preprocessor)去除掉它前面的那個逗號。如果你在宏調用時,確實提供了一些可變參數,GNU CPP也會工作正常,它會把這些可變參數放到逗號的後面。象其它的pasted macro參數一樣,這些參數不是宏的擴展。
##還可以起到替換作用,如:
#define FUN(IName)  IName##_ptr
這裏將會把IName變成實際數據.
怎樣寫參數個數可變的宏:
一種流行的技巧是用一個單獨的用括弧括起來的的 “參數” 定義和調用宏, 參數在 宏擴展的時候成為類似 printf() 那樣的函數的整個參數列表。
#define DEBUG(args) (printf("DEBUG: "), printf args)  if (n != 0) DEBUG(("n is %d\n", n));
明顯的缺陷是調用者必須記住使用一對額外的括弧。
gcc 有一個擴展可以讓函數式的宏接受可變個數的參數。 但這不是標準。另一種 可能的解決方案是根據參數個數使用多個宏 (DEBUG1, DEBUG2, 等等), 或者用逗號玩個這樣的花招:
#define DEBUG(args) (printf("DEBUG: "), printf(args))  #define _ , DEBUG("i = %d" _ i);
C99 引入了對參數個數可變的函數式宏的正式支持。在宏 “原型” 的末尾加上符號 … (就像在參數可變的函數定義中), 宏定義中的偽宏 __VA_ARGS__ 就會在調用是 替換成可變參數。
最後, 你總是可以使用真實的函數, 接受明確定義的可變參數。
如果需要替換宏, 使用一個 函數和一個非函數式宏, 如 #define printf myprintf。 [2] 
參考資料
  • 1.    呂浩音. C語言函數參數和宏參數問題探討[J]. 甘肅科技, 2012, 28(21):24-25.
  • 2.    金(King, K.N.)..C語言程序設計:現代方法[M].:人民郵電出版社, 2010