C 预处理器如何工作？

Question

C 预处理器如何处理多个宏？我在这里和谷歌也搜索过，但无法理解应该遵循的确切规则。以下代码：

#define ABC xYz
#define xYz ABC
int main()
{
    int ABC;
    int xYz;    
}

在 gcc 上，像这样生成 preprocessor.i：

# 1 "preprocessor.c"
# 1 "<command-line>"
# 1 "preprocessor.c"


int main()
{
 int ABC;
 int xYz;
}

这里似乎什么都没有被替换。和其他代码：

#define ABC kkk
#define xYz ABC
int main()
{
    int ABC;
    int xYz;    
}

生成如下输出：

# 1 "preprocessor.c"
# 1 "<command-line>"
# 1 "preprocessor.c"


int main()
{
 int kkk;
 int kkk;
}

那么这一切是如何发生的。

Answer 1

第一种情况的行为是正确的，因为宏一旦在扩展中使用过一次，就不能再次使用。因此，预处理器首先将int ABC; 中的ABC 转换为int xYz;，然后将xYz 转换回ABC，但由于这两个宏都使用过一次，因此无法进行进一步的转换。

当然，第二个代码的行为也正确。 int ABC; 直接变成int kkk;。 int xYz; 变成int ABC; 然后变成int kkk;。

您可以查看How many passes does the C preprocessor make? 了解更多信息。

预处理器是否一个接一个地进行宏替换，例如首先完成与#define ABC xYz 对应的扩展，然后执行#define xYz ABC，还是一次性处理两个宏？如果是第一种情况，那么输出应该是int ABC 和int ABC。

定义宏的顺序无关紧要。预处理器对输入进行标记，并且对于每个符号，它会查看是否定义了宏。如果有宏，它会应用宏扩展，然后将其标记为“已使用”（用于当前令牌扩展）。然后它重新扫描替换文本，再次查找标记，并再次应用宏（除非它们被标记为“已使用”）。 “标记为已使用”可防止宏扩展中的无限递归。当它完成重新扫描替换文本时，所有“已使用”的宏都会再次标记为“未使用”。