同事C代码中的#、##把我秀了~

2021-09-02 16:52:18

正文

大家好，我是bug菌！

#和##对于大部分C语言玩得还算比较溜的朋友并不是很陌生，不过能把这两个知识点游刃有余的应用到所在代码中的每个角落，似乎并没有几个人能够做到，学的时候朗朗上口，而编码的时候却抛之脑后。

但是今天bug菌还是想重新介绍这两个“兄弟”，希望大家能够写出"秀"一点的代码~

#和##基础

对于这两个语法的功能都比较简单，且都是在预处理阶段做一些工作 :

#主要是将宏参数转化为字符串
##主要是将两个标识符拼接成一个标识符

没点代码似乎并不是那么形象 :

参考demo：

 1#include <stdio.h>
 2#include <stdlib.h>
 3
 4//#的简单使用 
 5#define STR(str) #str
 6
 7//##的简单使用
 8#define  CMB(a,b) a##b
 9
10int main(int argc, char *argv[]) {
11
12    int CMB(uart,1) = 5;
13    int CMB(uart,2) = 10;
14
15    printf("#的简单使用:\r\n");
16    printf("%s\r\n",STR(3.1415));
17    printf("%s\r\n",STR(abcd));
18
19    printf("##的简单使用:\r\n");
20    printf("%d\r\n",uart1);    
21    printf("%d\r\n",uart2);
22
23    return ;
24}

输出结果：

从结果上看来似乎#仅仅只是代替了字符串的双引号,而##却实现了标识符的拼接，这样就为编码标识符的处理上能够带来更多的可玩性。

那么，下面bug菌跟大家具体展示一下他们的常用技巧:

#的玩法

1、标识符的“字符串变量"

“#”一般结合打印语句组合成一个宏定义，可以方便的打印相关信息，下面给个简单的实例就明白了。

 1#include <stdio.h>
 2#include <stdlib.h>
 3
 4//#打印调试 
 5#define DebugLogExpr(Expr)     printf("%s : %d\r\n",#Expr, Expr);  
 6
 7//私有参数访问 
 8int sFucntion(void)
 9{
10    static int var = 10;
11    return var;
12} 
13
14int main(int argc, char *argv[]) {
15
16    int DebugVar = 50;
17
18    DebugLogExpr(DebugVar);     //直接打印变量名和变量 
19    DebugLogExpr(100/5);        //打印表达式及结果 
20    DebugLogExpr(sFucntion());  //打印相关函数名及结果 
21
22    return 1;
23}

输出结果：

这样的话就不需要总是采用双引号来单独书写，同时你还可以继续扩展构造更加灵活的宏。

2、结合##进行字符串拼接打印

前面介绍了##进行标识符的拼接，那么实现拼接标识符转化为字符串看来很简单吧，于是你会编写了如下代码:

 1#include <stdio.h>
 2#include <stdlib.h>
 3
 4//#的简单使用 
 5#define STR(str) #str
 6
 7//##的简单使用
 8#define  CMB(a,b) a##b
 9
10int main(int argc, char *argv[]) {
11
12    int CMB(uart,1) = 5;
13
14    printf("%s\r\n",STR(CMB(uart,1)));
15
16    return ;
17}

暗自欢喜的编译着，然而却得到了如下结果:

得到的并不是拼接以后你想要的uart1，难道不能这么玩？当然不是，不然也不会在这里拿出来说。

首先要知道原因 : 进行宏定义嵌套的情况，#或者##仅在当前宏有效，嵌套宏中不会再次展开，既然当前宏无法展开，那么我只能再加一级宏定义作为转换宏进行展开，看能不能解决该问题:

 1 #include <stdio.h>
 2#include <stdlib.h>
 3
 4//#的简单使用 
 5#define STR(str) #str
 6
 7//##的简单使用
 8#define  CMB(a,b) a##b
 9
10#define STR_CON(str) STR(str)  //转换宏 
11
12int main(int argc, char *argv[]) {
13
14    int CMB(uart,1) = 5;
15
16    printf("%s\r\n",STR_CON(CMB(uart,1)));
17
18    return ;
19}

此时输出的结果符合我们的预期:

首先进行层转换宏替换处理掉##拼接符得到str(uart1)，然后进行字符串转换符的处理为uart1字符串打印输出，当然以后你会遇到一些复杂的，不过要诀就是宏替换只会处理当前的#或者##，否则就需要增加转换宏提前进行宏替换展开。

所以采用##拼接出来的标识符想要打印输出的话，使用#进行转换是直接、方便的。

##的玩法

##拼接符的玩法有点多，甚至有些还比较绕，当然如果你游刃有余的话，这对于重构代码是一把“ 利器 ”。

1、在结构体定义中的妙用

下面是bug菌经常在项目代码中用到的##结构体定义法，也是非常多开源代码中惯用的做法，相比常规的结构体定义法，确实省去很多重复的代码。

比如下面的参考代码 :

 1#include <stdio.h>
 2#include <stdlib.h>
 3
 4#define DF_STRUCT(name) typedef struct tag##name name;\
 5                         struct tag##name
 6
 7DF_STRUCT(DevManage)
 8{
 9    int index;   //索引 
10    int Access;  //权限
11                  //...  
12};
13
14int main(int argc, char *argv[]) {
15
16   DevManage stDevManage;
17
18   stDevManage.index  = 1;
19   stDevManage.Access = 666;
20
21    printf("Dev Index :%d\n",stDevManage.index );
22    printf("Dev Access:%d\n",stDevManage.Access );
23
24    return 1;
25}

2、统一宏替换

拼接标识符意味着符号的粒度更高，而这碎片化的符号进行有效的管理，就可以使得符号更加具有通用性和灵活性。

其实这种思想跟我们代码模块话是同样的道理。

来首先我们用一个两层拼接体验一下:

 1#include <stdio.h>
 2#include <stdlib.h>
 3
 4//假如这是stm32库中的宏 
 5#define GPIO_Pin_0                 ((int)0x0001)  /*!< Pin 0 selected */
 6#define GPIO_Pin_1                 ((int)0x0002)  /*!< Pin 1 selected */
 7#define GPIO_Pin_2                 ((int)0x0004)  /*!< Pin 2 selected */
 8#define GPIO_Pin_3                 ((int)0x0008)  /*!< Pin 3 selected */
 9
10#define USART1              ((int *) 0x1000)
11#define USART2              ((int *) 0x2000)
12
13
14//拼接变量 
15#define UARTX 1
16
17//终的组合标识符 
18#define UART1_CORE  USART1
19#define UART1_RX    GPIO_Pin_0
20#define UART1_TX    GPIO_Pin_1
21
22#define UART2_CORE  USART2
23#define UART2_RX    GPIO_Pin_2
24#define UART2_TX    GPIO_Pin_3
25
26//拼接过程 
27#define _UARTX_CORE(uartx)   UART##uartx##_CORE 
28#define UARTX_CORE(uartx)    _UARTX_CORE(uartx)
29
30
31#define _UARTX_RX(uartx)   UART##uartx##_RX
32#define UARTX_RX(uartx)    _UARTX_RX(uartx) 
33
34#define _UARTX_TX(uartx)   UART##uartx##_TX
35#define UARTX_TX(uartx)    _UARTX_TX(uartx)
36
37
38int main(int argc, char *argv[]) {
39
40    //组合标识符的使用 
41    printf("0x%x\n",UARTX_CORE(UARTX));
42    printf("0x%x\n",UARTX_RX(UARTX));
43    printf("0x%x\n",UARTX_TX(UARTX));
44
45    return 1;
46}