如何使用带有宏参数的#ifndef？

Question

我在 header.h 中有一个简单的代码-

#define SWAP(a, b)  {a ^= b; b ^= a; a ^= b;} 

这个 header.h 包含在 code.c 文件中，但我的要求是 - 我希望先检查 SWAP，例如-

#ifndef SWAP(a, b)
#define SWAP(a, b)  {a ^= b; b ^= a; a ^= b;}
#endif

这是正确的还是我不必在第一行提供参数？

Answer 1

不正确。

#ifndef的正确用法是：

#ifndef SWAP
#define SWAP(a, b)  {a ^= b; b ^= a; a ^= b;}
#endif

来自http://en.cppreference.com/w/cpp/preprocessor/conditional：

#ifndef identifier

Answer 2

你想编码

#ifndef SWAP
#define SWAP(a, b)  {a ^= b; b ^= a; a ^= b;}
#endif

#ifndef 只是查看预处理器的符号表（查看某些给定的预处理器符号是否存在）。它不关心您的 SWAP 宏的参数。

当然，在真正的 C++11 中，您应该更喜欢标准的 std::swap 函数。它类型安全、可读性更强、更安全（将 SWAP(t[i++],i) 视为行为不端的示例）。

Answer 3

#ifndef SWAP
#define SWAP(a, b)  {a ^= b; b ^= a; a ^= b;}
#endif

以上更改适用于 c,c++11。可能它适用于所有版本的 c++XX。

Answer 4

在提出问题之前，您可以查看标准以了解其使用方式。

来自标准 - §6.10.1p5

表单的预处理指令

# ifdef identifier new-line groupopt
# ifndef identifier new-line groupopt

检查标识符当前是否定义为 宏名称。它们的条件分别相当于#if defined identifier 和#if !defined identifier。

如果你不确定宏名称是什么，参数是什么等等，那么再说一遍。

来自标准§6.10.3.p10

表单的预处理指令

# define identifier lparen identifier-listopt ) replacement-list new-line
# define identifier lparen ... ) replacement-list new-line
# define identifier lparen identifier-list , ... ) replacement-list new-line

定义了一个带参数的类函数宏，用法类似 语法上是函数调用。参数由 标识符的可选列表，其范围从它们的 标识符列表中的声明，直到换行符 终止#define 预处理指令。 随后的每一个 类似函数的宏名称的实例，后跟 ( 作为下一个 preprocessing token 引入了预处理token的序列 被定义中的替换列表替换（一个 调用宏）。...

最后一部分只是让您知道应该在ifndef 中写什么来代替标识符。从突出显示的部分可以清楚地看出。

在C 中，您必须做大量工作才能编写通用且正确的交换宏。对于两个相同的值，您的 swap 将无法按预期工作。

Answer 5

在较早的 C++ 时代，在使用 new & delete 和 new [] & delete [] 出现更安全的智能指针 std::shared_ptr<T> 和 std::unique_ptr<T> 之前，这些是我曾经在 C++ 中用于帮助管理内存的一些较旧的宏。

#ifndef SAFE_DELETE
    #define SAFE_DELETE(p)  { if(p) { delete (p); (p) = nullptr; } }
#endif

#ifndef SAFE_DELETE_ARRAY
    #define SAFE_DELETE_ARRAY(p)    { if(p) { delete [] (p); (p) = nullptr; } }
#endif 

类似于您要实现的目标：这些类型的宏的设计通常会查看 tag - identifier 是否尚未定义。如果不是，则定义名称及其参数和功能，然后结束 if 定义。另外，在使用宏时，它可能看起来有点过头了，但始终建议将每个参数名称括在括号中。所以在你的情况下，你会想要这样的东西：

#ifndef SWAP
    #define SWAP(a, b)  if ( (a) != (b) ) { \
                            ((a) ^= (b));   \
                            ((b) ^= (a));   \
                            ((a) ^= (b));   \
                        } else {            \ 
                            ((a) = (a));    \
                            ((b) = (b));    \
                        }                   
#endif

现在上面的宏很简单，它不能防止无效类型，如指针、表达式、引用等，但它应该适用于任何内置的默认基本类型。

Answer 6

为了简要回答您的问题，就像其他答案已经说明的那样。 #ifdef/#ifndef 条件只关心宏标识符，因此参数不是其语法的一部分。

但是，您的宏有几个需要解决的弱点。首先，请注意，使用 XOR 运算符进行交换，虽然是避免使用临时变量的常用技巧，但如果两个参数是同一个对象，则会失败。这是因为第一个 XOR 的结果会是 0，剩下的 XOR 步骤无法恢复原始值。其次，这个版本的宏不能用于指针类型，因为 XOR 需要整数类型。第三，宏多次调用参数，如果参数是一个有副作用的表达式，就会出现问题。第四，宏中的复合语句应由do .. while (0) 保护，以允许宏扩展为语句。这使得宏在语法上更清晰，因此它后面的分号不是虚假的。

如单独答案中所述，在 C++ 中，使用 std::swap 而不是自己定义。不幸的是，C 没有提供通用的交换效用函数。但是，编写一个泛型函数并不难：

static inline void swap_generic (void *a, void *b, void *t, size_t sz) {
    if (a != b) {
        memcpy(t, a, sz);
        memcpy(a, b, sz);
        memcpy(b, t, sz);
    }
}

然后您的宏可以调用此函数。

#ifndef SWAP
# ifdef __cplusplus
#  define SWAP(a, b) std::swap(a, b)
# else
#  define SWAP_ASSERT(X) _Static_assert(X, #X)
#  if  __STDC_VERSION__ < 201112L
#   undef SWAP_ASSERT
#   define SWAP_ASSERT(X) struct dummy
#  endif
#  define SWAP(a, b) do {                                \
       SWAP_ASSERT(sizeof(a) == sizeof(b));              \
       char t[sizeof(a) != sizeof(b) ? -1 : sizeof(a)];  \
       swap_generic(&(a), &(b), t, sizeof(a));           \
   } while (0)
# endif
#endif

如果检测到 C++，请注意我们如何使用 std::swap。

如果您使用支持 typeof 扩展的 C 编译器，那么宏可以大大简化，因为您不需要通用交换函数。

#ifndef SWAP
# ifdef __cplusplus
#  define SWAP(a, b) std::swap(a, b)
# else
#  define SWAP(a, b) do {                      \
       typeof(a) *p = &(a), *q = &(b), t = *p; \
       *p = *q;                                \
       *q = t;                                 \
   } while (0)
# endif
#endif

请注意，typeof 版本提高了类型安全性。