C/C++ 宏中的 单/双井号 ( # and ## )

原文：http://keendawn.blog.163.com/blog/static/888807432011527113124144/

 

一、一般用法

#的功能是将其后面的宏参数进行字符串化操作（Stringfication），简单说就是在对它所引用的宏变量通过替换后在其左右各加上一个双引号。比如下面代码中的宏：

#define WARN_IF(EXP)    \

    do{ if (EXP)    \

            fprintf(stderr, "Warning: " #EXP "\n"); }   \

    while(0)

那么实际使用中会出现下面所示的替换过程：

WARN_IF (divider == 0);

       被替换为

do {

    if (divider == 0)

                       fprintf(stderr, "Warning" "divider == 0" "\n");

} while(0);

这样每次divider（除数）为0的时候便会在标准错误流上输出一个提示信息。

 

而##被称为连接符（concatenator），用来将两个Token连接为一个Token。注意这里连接的对象是Token就行，而不一定是宏的变量。比如你要做一个菜单项命令名和函数指针组成的结构体的数组，并且希望在函数名和菜单项命令名之间有直观的、名字上的关系。那么下面的代码就非常实用：

struct command

{

       char * name;

       void (*function) (void);

};

#define COMMAND(NAME) { NAME, NAME ## _command }

// 然后你就用一些预先定义好的命令来方便的初始化一个command结构的数组了：

struct command commands[] = {

       COMMAND(quit),

       COMMAND(help),

       ...

}

 

COMMAND宏在这里充当一个代码生成器的作用，这样可以在一定程度上减少代码密度，间接地也可以减少不留心所造成的错误。我们还可以n个##符号连接 n+1个Token，这个特性也是#符号所不具备的。比如：

#define LINK_MULTIPLE(a,b,c,d) a##_##b##_##c##_##d

typedef struct _record_type LINK_MULTIPLE(name,company,position,salary);

// 这里这个语句将展开为：

//    typedef struct _record_type name_company_position_salary;

 

 

二、当宏参数是另一个宏的时候

需要注意的是凡宏定义里有用'#'或'##'的地方宏参数是不会再展开.

 

1, 非'#'和'##'的情况
#define TOW      (2)
#define MUL(a,b) (a*b)

printf("%d*%d=%d\n", TOW, TOW, MUL(TOW,TOW));
这行的宏会被展开为：
printf("%d*%d=%d\n", (2), (2), ((2)*(2)));
MUL里的参数TOW会被展开为(2).

 

2, 当有'#'或'##'的时候
#define A          (2)
#define STR(s)     #s
#define CONS(a,b)  int(a##e##b)

printf("int max: %s\n",  STR(INT_MAX));    // INT_MAX ＃i nclude<climits>
这行会被展开为：
printf("int max: %s\n", "INT_MAX");

printf("%s\n", CONS(A, A));               // compile error 
这一行则是：
printf("%s\n", int(AeA));

INT_MAX和A都不会再被展开, 然而解决这个问题的方法很简单. 加多一层中间转换宏.
加这层宏的用意是把所有宏的参数在这层里全部展开, 那么在转换宏里的那一个宏(_STR)就能得到正确的宏参数.

#define A           (2)
#define _STR(s)     #s
#define STR(s)      _STR(s)          // 转换宏
#define _CONS(a,b)  int(a##e##b)
#define CONS(a,b)   _CONS(a,b)       // 转换宏

printf("int max: %s\n", STR(INT_MAX));          // INT_MAX,int型的最大值，为一个变量 ＃i nclude<climits>
输出为: int max: 0x7fffffff
STR(INT_MAX) -->  _STR(0x7fffffff) 然后再转换成字符串；

printf("%d\n", CONS(A, A));
输出为：200
CONS(A, A)  -->  _CONS((2), (2))  --> int((2)e(2))

 

三、'#'和'##'的一些应用特例

1、合并匿名变量名
#define  ___ANONYMOUS1(type, var, line)  type  var##line
#define  __ANONYMOUS0(type, line)  ___ANONYMOUS1(type, _anonymous, line)
#define  ANONYMOUS(type)  __ANONYMOUS0(type, __LINE__)
例：ANONYMOUS(static int);  即: static int _anonymous70;  70表示该行行号；
第一层：ANONYMOUS(static int);  -->  __ANONYMOUS0(static int, __LINE__);
第二层：                        -->  ___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70);
第三层：                        -->  static int  _anonymous70;
即每次只能解开当前层的宏，所以__LINE__在第二层才能被解开；

 

2、填充结构
#define  FILL(a)   {a, #a}

enum IDD{OPEN, CLOSE};
typedef struct MSG{
  IDD id;
  const char * msg;
}MSG;

MSG _msg[] = {FILL(OPEN), FILL(CLOSE)};
相当于：
MSG _msg[] = {{OPEN, "OPEN"},
              {CLOSE, "CLOSE"}};

 

3、记录文件名
#define  _GET_FILE_NAME(f)   #f
#define  GET_FILE_NAME(f)    _GET_FILE_NAME(f)
static char  FILE_NAME[] = GET_FILE_NAME(__FILE__);

 

4、得到一个数值类型所对应的字符串缓冲大小
#define  _TYPE_BUF_SIZE(type)  sizeof #type
#define  TYPE_BUF_SIZE(type)   _TYPE_BUF_SIZE(type)
char  buf[TYPE_BUF_SIZE(INT_MAX)];
     -->  char  buf[_TYPE_BUF_SIZE(0x7fffffff)];
     -->  char  buf[sizeof "0x7fffffff"];
这里相当于：
char  buf[11];