在 C++ 中使用具有不同数量参数的嵌套宏

Question

g++ -std=c++11 编译器编译以下代码失败。

    # include<iostream>
    # include<vector>

    using namespace std;


    # define stlf(x)        x.begin(), x.end()
    # define repf(it, a, b) for(auto it = a ; it != b ; ++it)


    /*
    // Also, following alternative fails

    # define repf(it, a, b) for(auto it = a ; it != b ; ++it)
    # define stlf(x)        x.begin(), x.end()

    */



    typedef vector<int > vi;

    # define pd(x)  printf("%d", x);

    int main(void){

        vi arr(10, -1);

        repf(arr, stlf(arr))
            pd(arr[i]);


        return 0;
    }

1.为什么会这样？

2. 对于 C++ 预处理器的实现者来说，他们避免了这个特性可能是什么实现问题？

3.我怎样才能使用这样的快捷方式？？

Answer 1

您的两个选择是相同的。定义宏的顺序与它们的扩展无关；它只与它们在扩展时的定义相关。

为什么会这样？

您正在使用两个参数调用宏 repf，但它需要三个参数。这是一个错误，简单明了，因此预处理失败。

C++ 预处理器实现者可能会遇到哪些实现问题，他们避免使用此功能？

我认为您在这里做出了毫无根据的假设。问题不在于预处理器“缺少”某些“功能”；是你对预处理器工作方式的期望是错误的。

大概，你希望预处理器做这样的事情：

1. repf(arr, stlf(arr))
2. repf(arr, arr.begin(), arr.end())
3. for(auto it = arr.begin() ; it != arr.end() ; ++it)

...从第 1 步到第 2 步，stlf(arr) 被扩展；然后它的扩展被放入对repf的调用中，然后在第3步被扩展。

问题是，预处理器不是这样工作的。鉴于示例已损坏，我无法正确说明这些步骤，因此我们假设我们这样做是为了说明：

#define FOO(X, Y) BAR(X, Y)
#define BAR(X,Y,Z) x is X y is Y z is Z
#define ACOMMAB A, B
FOO(ACOMMAB, C)

最后一行扩展为x is A y is B c is Z，它的工作方式更像这样：

1. FOO(ACOMMAB, C)
2. BAR(ACOMMAB, C)
3. BAR(A, B, C)
4. x is A y is B c is Z

请注意，内部宏不会先展开；相反，外部宏可以。还要注意，这个例子注入了一个逗号；所以注入逗号绝对是你实际上可以做的事情，我认为这是你提到的被避免的“功能”。

我怎样才能使用这样的快捷方式？？

鉴于预处理器的工作方式并非您认为的那样，您可能不想用它来做您认为您想用它来做的事情……即使是为了加快编码速度。 stlf 很乐意为您构建两个用于函数调用的参数，但宏不是函数。远程似乎是你最好的选择。

Answer 2

正如 H Walters 所指出的，问题在于宏执行操作的顺序

• 从输入令牌流中读取（解析）参数
• 在这些参数中扩展宏（除非它们与 # 或 ## 运算符有关）
• 将那些（扩展的）参数替换到宏的主体中
• 重新扫描正文以查找其他宏以展开。

请注意，上面有两个地方可能会扩展其他宏，因此虽然您想做的事情的顺序可能是错误的，但您可以通过添加额外的宏调用来使其正确在你想要的时候发生。例如，如果你有一个宏

#define expand(...)   __VA_ARGS__

什么都不做（只接受一个或多个参数并在其中扩展宏），您可以使用它在正确的位置获得额外的宏扩展：

expand( repf expand((arr, stlf(arr))) )

将扩展为您想要的for(auto it = arr.begin() ; it != arr.end() ; ++it)

这可能看起来很笨拙，但您可以将展开的调用包装在另一个递归宏中：

# define stlf(x)        x.begin(), x.end()
# define expand(...) __VA_ARGS__
# define repf(...) expand(repf2 expand((__VA_ARGS__)))
# define repf2(it, a, b) for(auto it = a ; it != b ; ++it)

现在repf(arr, stlf(arr)) 可以扩展您想要的方式。

Answer 3

repf 需要 3 个参数，而您只传递了 2 个。您不能使用另一个宏的扩展结果 (stlf) 作为参数（用于另一个宏）。预处理器/编译器不是这样设计的。

我并不反对宏（它们在很多情况下都非常有用），但是对于这种简单的情况，您一定不能使用宏。它使您的程序难以阅读、维护和调试。避免！

理想情况下，您应该使用基于范围的 for 循环（无宏）：

for(int a : arr) ...

Answer 4

应该是这样的：

define repf(it, a) for(auto it = std::begin(a) ; it != std::end(a) ; ++it)

但是您为什么要为此使用宏？