如何重复一段C代码，每次只改变几个关键字

Question

我想重复一段 C 代码 N 次，每次只更改几个单词（如变量名、变量类型...）。

我想获得类似于 NumPy 的 .src 文件预处理器的最终效果。例如在their code 你可以看到：

/**begin repeat
 * #name = number, integer, signedinteger, unsignedinteger, inexact,
 *         floating, complexfloating, flexible, character#
 * #NAME = Number, Integer, SignedInteger, UnsignedInteger, Inexact,
 *         Floating, ComplexFloating, Flexible, Character#
 */
NPY_NO_EXPORT PyTypeObject Py@NAME@ArrType_Type = {
    PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0)
    .tp_name = "numpy.@name@",
    .tp_basicsize = sizeof(PyObject)
};
/**end repeat**/

会变成这样的：

NPY_NO_EXPORT PyTypeObject PyNumberArrType_Type = {
    PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0)
    .tp_name = "numpy.number",
    .tp_basicsize = sizeof(PyObject)
};
NPY_NO_EXPORT PyTypeObject PyIntegerArrType_Type = {
    PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0)
    .tp_name = "numpy.integer",
    .tp_basicsize = sizeof(PyObject)
};
NPY_NO_EXPORT PyTypeObject PySignedIntegerArrType_Type = {
    PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0)
    .tp_name = "numpy.signedinteger",
    .tp_basicsize = sizeof(PyObject)
};
// And so on for all the couples of `name` and `NAME`.

有没有办法做同样的事情，但不必使用外部预处理器？我考虑过使用宏，但我不这么认为。

Answer 1

X 宏有帮助吗？

#define LIST_OF_TYPES               \
    X(Number, number)               \
    X(Integer, integer)             \
    X(SignedInteger, signedinteger)

#define X(type, name)                                       \
    NPY_NO_EXPORT PyTypeObject Py##type##ArrType_Type = {   \
        PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0)                      \
        .tp_name = "numpy."#name,                           \
        .tp_basicsize = sizeof(PyObject)                    \
    };
LIST_OF_TYPES
#undef X

或在引号之间传递第二个参数：

#define LIST_OF_TYPES                   \
    X(Number, "number")                 \
    X(Integer, "integer")               \
    X(SignedInteger, "signedinteger")

#define X(type, name)                                       \
    NPY_NO_EXPORT PyTypeObject Py##type##ArrType_Type = {   \
        PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0)                      \
        .tp_name = "numpy."name,                            \
        .tp_basicsize = sizeof(PyObject)                    \
    };
LIST_OF_TYPES
#undef X

或者，如果您愿意，可以使用类似函数的宏，在这种情况下，我会将分号移至宏调用：

#define PY_TYPE_OBJECT(type, name)                          \
    NPY_NO_EXPORT PyTypeObject Py##type##ArrType_Type = {   \
        PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0)                      \
        .tp_name = "numpy."name,                            \
        .tp_basicsize = sizeof(PyObject)                    \
    }

PY_TYPE_OBJECT(Number, "number");
PY_TYPE_OBJECT(Integer, "integer");
PY_TYPE_OBJECT(SignedInteger, "signedinteger");

Answer 2

你可以写一个预处理宏：

#define PYOBJ(t, n) \
NPY_NO_EXPORT PyTypeObject Py ## t ## ArrType_Type = { /*
*/    PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0) /*
*/    .tp_name = "numpy." # n, /*
*/    .tp_basicsize = sizeof(PyObject), /*
*/}

PYOBJ(Number, number);
PYOBJ(Integer, integer);
PYOBJ(SignedInteger, signedinteger);

运行 gcc -E -CC test.c 会产生这样的结果：

NPY_NO_EXPORT PyTypeObject PyNumberArrType_Type = { /*
*/ PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0) /*
*/ .tp_name = "numpy." "number", /*
*/ .tp_basicsize = sizeof(PyObject), /*
*/};
# 9 "test.c"
NPY_NO_EXPORT PyTypeObject PyIntegerArrType_Type = { /*
*/ PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0) /*
*/ .tp_name = "numpy." "integer", /*
*/ .tp_basicsize = sizeof(PyObject), /*
*/};
# 10 "test.c"
NPY_NO_EXPORT PyTypeObject PySignedIntegerArrType_Type = { /*
*/ PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0) /*
*/ .tp_name = "numpy." "signedinteger", /*
*/ .tp_basicsize = sizeof(PyObject), /*
*/};

请参阅stringizing 上的预处理器宏文档：

当宏参数与前导“#”一起使用时，预处理器将其替换为实际参数的文字文本，并转换为字符串常量。

在concatenation:

“##”预处理运算符执行令牌粘贴。扩展宏时，每个“##”运算符两侧的两个标记组合成一个标记，然后替换“##”和宏扩展中的两个原始标记。

您需要为宏提供两个参数，即使第二个参数是第一个参数的小写版本（Integer 与 integer）。因为预处理器不允许令牌转换。见问题Can you capitalize a pasted token in a macro?。

至于我使用的/* */ cmets 和-CC 编译器标志，它将换行符放入预处理器输出中以使其可读。这个想法来自这个问题：How to make G++ preprocessor output a newline in a macro?。你可以改写：

#define PYOBJ(t, n) \
NPY_NO_EXPORT PyTypeObject Py ## t ## ArrType_Type = { \
    PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0) \
    .tp_name = "numpy." # n, \
    .tp_basicsize = sizeof(PyObject), \
}