C语言宏定义中的迷惑行为

原创 嵌入式软件实战派 2021-10-07 12:31

↑点击上方蓝色字体,关注“嵌入式软件实战派”获得更多精彩内容。



1. 问题

以下这段代码运行后输出什么结果?

#define f(a,b)  a##b  
#define g(a)   #a  
#define h(a)   g(a)  
printf("h(f(1,2))-> %s, g(f(1,2))-> %s\n", h(f(1,2)), g(f(1,2)));

先上答案:

h(f(1,2))-> 12, g(f(1,2))-> f(1,2)

也许你跟我一样,满脑子的“为什么“?

2. 宏定义中的#和##

(对于已经理解这两个符号的同学,建议跳过)

首先说一下:

  • #是将内容字符串化

  • ##是连接字符串

直接在tutorialspoint找两个例子说明下:

例1:

#include <stdio.h>

#define message_for(a, b) \
  printf(#a " and " #b ": We love you!\n")

int main(void) {
  message_for(Carole, Debra);
  return 0;
}

输出结果是:

Carole and Debra: We love you!

例2:

#include <stdio.h>

#define tokenpaster(n) printf ("token" #n " = %d", token##n)

int main(void) {
  int token34 = 40;
  tokenpaster(34);
  return 0;
}

输出结果是:

token34 = 40

tokenpaster(34);这个通过预处理后就变成了printf ("token34 = %d", token34)

到这来,我想大家基本上理解这###是什么意思了吧。

3. 宏替换

回到文章开始的问题,为什么h(f(1,2))g(f(1,2))的结果是不一样的?这就要看宏替换的规则是什么了。

这个题目在网上能搜出一堆博文来,很多都没讲透。于是,我翻C99标准《ISO/IEC 9899:1999 (E)》,其中有一个规则是这样的:

After the arguments for the invocation of a function-like macro have been identified, argument substitution takes place. A parameter in the replacement list, unless preceded by a # or ## preprocessing token or followed by a ## preprocessing token (see below), is replaced by the corresponding argument after all macros contained therein have been expanded. Before being substituted, each argument’s preprocessing tokens are completely macro replaced as if they formed the rest of the preprocessing file; no other preprocessing tokens are available.

这段话不好理解,以前在学校上学的阅读理解能力就要发挥出来了,我大致将其拆解来讲解下:

  1. 首先要identify这个是function-like macro,即识别出这是一个函数式宏;

  2. 处理函数式宏里面的参数parameter,这里有个条件,在替换这些参数宏的时候,除非遇到###这样的东西,否则就将这些parameter替换到底;

  3. 待所有的parameter都替换完(或者###处理完),预处理器还会对整个宏剩下的继续处理,因为这个function-like macro会替换出一些新东西,例如h( f(1,2) )--> g(12)g(12) --> "12"

于是,按以上这个套路将上面的问题解析一遍:先看h(f(1,2))

  1. h(f(1,2))预处理先找到h这个function-like macro

  2. 然后处理其parameter,即将f(1,2)替换成12,即得到g(12)

  3. 继续往后走,得到12

再看g(f(1,2))

  1. g(f(1,2))预处理先找到g这个function-like macro

  2. 然后替换parameter,发现替换后遇到#了,即得到#f(1,2)

  3. 再然后也没有然后了,将这个#f(1,2)变成了字符串f(1,2)了,因为预处理遇到#不会继续了。

宏替换除了以上这条规则,还有很多,有十几条之多,我之前在《基于C99规范,最全C语言预处理知识总结》有讲解,欢迎查阅。

4. 问题延伸

顺着这个问题例子,来做个实验:

    #define ABC"abc"

#define _STR(x) #x
#define STR(x) _STR(x)

char * pc1 = _STR(ABC);
char * pc2 = STR(ABC);

printf("pc1:%s\n",pc1);
printf("pc2:%s\n",pc2);

会输出什么结果?其实不难理解,按照上面的套路可以得到(实际输出的结果):

pc1:ABC
pc2:"abc"

但是,注意啊,这个"abc"是把双引号""都打印出来的哦。或者,可以通过gcc -E来看看预编译后的结果:

# 3 "macro.c"
int main(void)
{
# 14 "macro.c"
char * pc1 = "ABC";
char * pc2 = "\"abc\"";

# ... ...

别着急疑惑,继续往下看(在上面例子基础上加点料,看完你会更疑惑):

    char * pc3 = STR(_STR(ABC));
char * pc4 = STR(STR(ABC));

printf("pc3:%s\n",pc3);
printf("pc4:%s\n",pc4);

你觉得它会输出什么结果?答案是:

pc3:"ABC"
pc4:"\"abc\""

不仅""出来了,连\都输出来了。哈哈,你品你细品!


关注公众号,获得更多精品推送。

嵌入式软件实战派 专注嵌入式软件开发领域知识传授,包括C语言精粹,RTOS原理与使用,MCU驱动开发,AUTOSAR搭建,软件架构方法设计等。
评论
  • PNT、GNSS、GPS均是卫星定位和导航相关领域中的常见缩写词,他们经常会被用到,且在很多情况下会被等同使用或替换使用。我们会把定位导航功能测试叫做PNT性能测试,也会叫做GNSS性能测试。我们会把定位导航终端叫做GNSS模块,也会叫做GPS模块。但是实际上他们之间是有一些重要的区别。伴随着技术发展与越发深入,我们有必要对这三个词汇做以清晰的区分。一、什么是GPS?GPS是Global Positioning System(全球定位系统)的缩写,它是美国建立的全球卫星定位导航系统,是GNSS概
    德思特测试测量 2025-01-13 15:42 540浏览
  • 电竞鼠标应用环境与客户需求电竞行业近年来发展迅速,「鼠标延迟」已成为决定游戏体验与比赛结果的关键因素。从技术角度来看,传统鼠标的延迟大约为20毫秒,入门级电竞鼠标通常为5毫秒,而高阶电竞鼠标的延迟可降低至仅2毫秒。这些差异看似微小,但在竞技激烈的游戏中,尤其在对反应和速度要求极高的场景中,每一毫秒的优化都可能带来致胜的优势。电竞比赛的普及促使玩家更加渴望降低鼠标延迟以提升竞技表现。他们希望通过精确的测试,了解不同操作系统与设定对延迟的具体影响,并寻求最佳配置方案来获得竞技优势。这样的需求推动市场
    百佳泰测试实验室 2025-01-16 15:45 55浏览
  • 一个易用且轻量化的UI可以大大提高用户的使用效率和满意度——通过快速启动、直观操作和及时反馈,帮助用户快速上手并高效完成任务;轻量化设计则可以减少资源占用,提升启动和运行速度,增强产品竞争力。LVGL(Light and Versatile Graphics Library)是一个免费开源的图形库,专为嵌入式系统设计。它以轻量级、高效和易于使用而著称,支持多种屏幕分辨率和硬件配置,并提供了丰富的GUI组件,能够帮助开发者轻松构建出美观且功能强大的用户界面。近期,飞凌嵌入式为基于NXP i.MX9
    飞凌嵌入式 2025-01-16 13:15 61浏览
  • 流量传感器是实现对燃气、废气、生活用水、污水、冷却液、石油等各种流体流量精准计量的关键手段。但随着工业自动化、数字化、智能化与低碳化进程的不断加速,采用传统机械式检测方式的流量传感器已不能满足当代流体计量行业对于测量精度、测量范围、使用寿命与维护成本等方面的精细需求。流量传感器的应用场景(部分)超声波流量传感器,是一种利用超声波技术测量流体流量的新型传感器,其主要通过发射超声波信号并接收反射回来的信号,根据超声波在流体中传播的时间、幅度或相位变化等参数,间接计算流体的流量,具有非侵入式测量、高精
    华普微HOPERF 2025-01-13 14:18 519浏览
  • 实用性高值得收藏!! (时源芯微)时源专注于EMC整改与服务,配备完整器件 TVS全称Transient Voltage Suppre,亦称TVS管、瞬态抑制二极管等,有单向和双向之分。单向TVS 一般应用于直流供电电路,双向TVS 应用于电压交变的电路。在直流电路的应用中,TVS被并联接入电路中。在电路处于正常运行状态时,TVS会保持截止状态,从而不对电路的正常工作产生任何影响。然而,一旦电路中出现异常的过电压,并且这个电压达到TVS的击穿阈值时,TVS的状态就会
    时源芯微 2025-01-16 14:23 71浏览
  • 全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗(SIX:AMS)近日宣布,与汽车技术领先者法雷奥合作,采用创新的开放系统协议(OSP)技术,旨在改变汽车内饰照明方式,革新汽车行业座舱照明理念。结合艾迈斯欧司朗开创性的OSIRE® E3731i智能LED和法雷奥的动态环境照明系统,两家公司将为车辆内饰设计和功能设立一套全新标准。汽车内饰照明的作用日益凸显,座舱设计的主流趋势应满足终端用户的需求:即易于使用、个性化,并能提供符合用户生活方式的清晰信息。因此,动态环境照明带来了众多新机遇。智能LED的应用已
    艾迈斯欧司朗 2025-01-15 19:00 49浏览
  • 百佳泰特为您整理2025年1月各大Logo的最新规格信息,本月有更新信息的logo有HDMI、Wi-Fi、Bluetooth、DisplayHDR、ClearMR、Intel EVO。HDMI®▶ 2025年1月6日,HDMI Forum, Inc. 宣布即将发布HDMI规范2.2版本。新规范将支持更高的分辨率和刷新率,并提供更多高质量选项。更快的96Gbps 带宽可满足数据密集型沉浸式和虚拟应用对传输的要求,如 AR/VR/MR、空间现实和光场显示,以及各种商业应用,如大型数字标牌、医疗成像和
    百佳泰测试实验室 2025-01-16 15:41 50浏览
  • 数字隔离芯片是现代电气工程师在进行电路设计时所必须考虑的一种电子元件,主要用于保护低压控制电路中敏感电子设备的稳定运行与操作人员的人身安全。其不仅能隔离两个或多个高低压回路之间的电气联系,还能防止漏电流、共模噪声与浪涌等干扰信号的传播,有效增强电路间信号传输的抗干扰能力,同时提升电子系统的电磁兼容性与通信稳定性。容耦隔离芯片的典型应用原理图值得一提的是,在电子电路中引入隔离措施会带来传输延迟、功耗增加、成本增加与尺寸增加等问题,而数字隔离芯片的目标就是尽可能消除这些不利影响,同时满足安全法规的要
    华普微HOPERF 2025-01-15 09:48 119浏览
  • 随着智慧科技的快速发展,智能显示器的生态圈应用变得越来越丰富多元,智能显示器不仅仅是传统的显示设备,透过结合人工智能(AI)和语音助理,它还可以成为家庭、办公室和商业环境中的核心互动接口。提供多元且个性化的服务,如智能家居控制、影音串流拨放、实时信息显示等,极大提升了使用体验。此外,智能家居系统的整合能力也不容小觑,透过智能装置之间的无缝连接,形成了强大的多元应用生态圈。企业也利用智能显示器进行会议展示和多方远程合作,大大提高效率和互动性。Smart Display Ecosystem示意图,作
    百佳泰测试实验室 2025-01-16 15:37 45浏览
  • 食物浪费已成为全球亟待解决的严峻挑战,并对环境和经济造成了重大影响。最新统计数据显示,全球高达三分之一的粮食在生产过程中损失或被无谓浪费,这不仅导致了资源消耗,还加剧了温室气体排放,并带来了巨大经济损失。全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗(SIX:AMS)近日宣布,艾迈斯欧司朗基于AS7341多光谱传感器开发的创新应用来解决食物浪费这一全球性难题。其多光谱传感解决方案为农业与食品行业带来深远变革,该技术通过精确判定最佳收获时机,提升质量控制水平,并在整个供应链中有效减少浪费。 在2024
    艾迈斯欧司朗 2025-01-14 18:45 96浏览
  •   在信号处理过程中,由于信号的时域截断会导致频谱扩展泄露现象。那么导致频谱泄露发生的根本原因是什么?又该采取什么样的改善方法。本文以ADC性能指标的测试场景为例,探讨了对ADC的输出结果进行非周期截断所带来的影响及问题总结。 两个点   为了更好的分析或处理信号,实际应用时需要从频域而非时域的角度观察原信号。但物理意义上只能直接获取信号的时域信息,为了得到信号的频域信息需要利用傅里叶变换这个工具计算出原信号的频谱函数。但对于计算机来说实现这种计算需要面对两个问题: 1.
    TIAN301 2025-01-14 14:15 138浏览
  • 故障现象 一辆2007款法拉利599 GTB车,搭载6.0 L V12自然吸气发动机(图1),累计行驶里程约为6万km。该车因发动机故障灯异常点亮进厂检修。 图1 发动机的布置 故障诊断接车后试车,发动机怠速轻微抖动,发动机故障灯长亮。用故障检测仪检测,发现发动机控制单元(NCM)中存储有故障代码“P0300 多缸失火”“P0309 气缸9失火”“P0307 气缸7失火”,初步判断发动机存在失火故障。考虑到该车使用年数较长,决定先使用虹科Pico汽车示波器进行相对压缩测试,以
    虹科Pico汽车示波器 2025-01-15 17:30 43浏览
  • 晶台光耦KL817和KL3053在小家电产品(如微波炉等)辅助电源中的广泛应用。具备小功率、高性能、高度集成以及低待机功耗的特点,同时支持宽输入电压范围。▲光耦在实物应用中的产品图其一次侧集成了交流电压过零检测与信号输出功能,该功能产生的过零信号可用于精确控制继电器、可控硅等器件的过零开关动作,从而有效减小开关应力,显著提升器件的使用寿命。通过高度的集成化和先进的控制技术,该电源大幅减少了所需的外围器件数量,不仅降低了系统成本和体积,还进一步增强了整体的可靠性。▲电路示意图该电路的过零检测信号由
    晶台光耦 2025-01-16 10:12 40浏览
  • 近期,智能家居领域Matter标准的制定者,全球最具影响力的科技联盟之一,连接标准联盟(Connectivity Standards Alliance,简称CSA)“利好”频出,不仅为智能家居领域的设备制造商们提供了更为快速便捷的Matter认证流程,而且苹果、三星与谷歌等智能家居平台厂商都表示会接纳CSA的Matter认证体系,并计划将其整合至各自的“Works with”项目中。那么,在本轮“利好”背景下,智能家居的设备制造商们该如何捉住机会,“掘金”万亿市场呢?重认证快通道计划,为家居设备
    华普微HOPERF 2025-01-16 10:22 72浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦