C 预处理器宏不解析逗号分隔的标记？

Question

我想根据参数的数量选择两个函数之一：

• nargs = 0 ----> f1
• nargs > 0 ----> f2.

宏执行以下操作：获取第一个参数，然后如果没有提供参数，它将添加两个逗号“,NULL,NULL”。然后它会从返回的参数列表中选择第二个参数。

例如：

• f("Hello, world%i%s", x , s) ----> "Hello, world%i%s" ----> void
• f() ----> ,NULL,NULL ----> NULL

所以我可以根据参数的数量获得 null 或 void。

这是宏：

#define FIRST(a, ...) a
#define COMMA_IF_PARENS(...) ,NULL,NULL
#define IS_EMPTY(...) COMMA_IF_PARENS __VA_ARGS__ ()
#define RM_FIRST(x, ...) __VA_ARGS__
#define CHOOSE(...) IS_EMPTY(FIRST(__VA_ARGS__)) 
#define ff_(...)() CHOOSE (__VA_ARGS__)
#define FF(...)()  ff_(__VA_ARGS__) ()
#define FX(...)  RM_FIRST (FF(__VA_ARGS__) ())

• FF 宏的输出：

  • FF() ---->,((void*)0),((void*)0);
  • FF("Hello, world%i%s") ----> COMMA_IF_PARENS "Hello, world%i%s" ();

• FX 宏的输出：

  • FX() ---> void
  • FX("Hello, world%i%s") ----> void

• 预期的外汇输出：

  • FX() ----> NULL
  • FX("Hello, world%i%s") ----> void

问题是 CHOOSE 返回的,NULL,NULL 被当作单个参数处理！

问题：

1. 为什么 C 预处理器将 ,NULL,NULL 视为单个参数？
2. 如何让 C 预处理器将来自 CHOOSE 的结果视为以逗号分隔的参数列表而不是单个参数？

注意：

• 我想知道为什么 C 预处理器不能按预期工作。

Answer 1

在我看来，您将直觉从 C 语言本身带回了 C 预处理器，而这些直觉让您感到厌烦，因为 CPP 的工作方式不同。通常在 C 中，函数将 类型化值 作为参数。表达式不是类型值；他们得到评估以提供这些东西。因此，当您将事物链接起来时，您最终会得到一种由内而外的评估；这塑造了你的直觉。例如，在评估f(g(h(),h()),m()) 时，f 被传递了两个参数，但它不能对g(h(),h()) 做任何事情；必须对其进行评估，结果是一个值，这就是传递给 f 的参数。假设 h 返回 1，m 返回 7，g 返回总和，f 返回乘积。然后 g 对 values 1 和 1 进行评估。 f 对 values 2 和 7 进行评估。大多数 C 编码都使用这种语言，你习惯了这些内部表达式求值，并将结果值传递给函数。但这不是宏的工作方式。

在宏调用的怪异世界中（措辞谨慎；我故意忽略条件指令），您的函数不采用类型化的值；他们采用令牌序列。 CPP 确实为您匹配括号，这意味着 F(()) 是带有参数 () 的 F 调用，而不是带有参数 ( 后跟 ) 令牌的调用。但在宏观领域，F(G(H(),H()),M()) 使用两个参数调用 F。参数1是令牌序列G(H(),H())；参数 2 是令牌序列M()。我们不评估表达式G 来获取类型值，因为没有类型值；只有令牌序列。

像宏这样的函数的宏调用步骤从 (6.10.3.1) 参数替换 (a.s.) 开始。在 a.s. 期间，CPP 首先查看被调用宏的定义，并注意宏的参数在其替换列表中的位置。对于任何此类未字符串化且未参与粘贴的提及，CPP 评估相应的参数，其评估结果将替换替换列表中参数的这些合格提及。接下来，CPP 将 (6.10.3.2) 字符串化并以不特定顺序粘贴 (6.10.3.3)。完成所有这些后，生成的替换列表 (6.10.3.4) 将进行重新扫描和进一步替换 (r.a.f.r)，顾名思义，重新扫描以进行进一步替换；在此重新扫描期间，特定宏被暂时禁用（“涂成蓝色”，根据 6.10.3.4p2）。

让我们来看看这个；我将忽略您正在使用语言扩展（gcc？clang？）的事实，您正在调用参数数量不足的可变参数宏（无论如何您都不是故意这样做的）。我们开始：

FX()

调用FX，带有一个空标记列表的参数（请注意，对于 CPP，零参数仅在您使用零参数定义宏时才有意义；F() 仅使用空参数调用因为F(,) 用两个空的调用）。那么a.s.发生，这会将 FX 的替换列表从这个...转换为这个：

RM_FIRST (FF(__VA_ARGS__) ())  => RM_FIRST (FF() ())

跳过字符串化/粘贴，因为没有，然后我们执行 r.a.f.r。这将RM_FIRST 识别为宏。 RM_FIRST 有一个参数：FF() ()。所以我们跳到递归级别 2... 调用 RM_FIRST。

RM_FIRST 的调用本身以 a.s. 开头。假设可变参数部分被视为空，我们将参数 x 与 FF() () 关联，但这是您的直觉真正失败的地方。 x 未在替换列表中提及，因此FF() () 没有任何反应。那是a.s。为你。处理任何适用的扩展 __VA_ARGS__ 就好像它是空的一样，我们得到这个：

__VA_ARGS__ => 

...IOW，那里什么都没有了。所以我们基本上完成了。

我猜你是 C 函数直觉的；这样做时，您期望 FF() () 进行评估，并将结果作为参数传递给 RM_FIRST，但这不是宏的评估方式。

但是，您可以通过间接方式实现这一点。如果你这样做了：

#define RM_FIRST(...) RM_FIRST_I(__VA_ARGS__)
#define RM_FIRST_I(x,...) __VA_ARGS__

...我们回到调用RM_FIRST 时，我们有一个不同的故事。在这里，FF() () 是您的可变参数列表的一部分，并且提到了 __VA_ARGS__。所以在那一刻。步骤，我们会得到：

RM_FIRST_I(__VA_ARGS__) => RM_FIRST_I( () () ,NULL,NULL ())

（只是字面意思......我猜额外的垃圾是您诊断的一部分；但我很确定您知道在哪里删除多余的 ()）。然后，在 r.a.f.r. 期间，我们看到 RM_FIRST_I 被调用，故事就这样进行了。