C宏系统缺陷

这两天稍稍看了一下boost的preprocessor库，发觉boost那帮疯子竟然利用各种奇技淫巧定义出各种数据类型和结构，还在上面定义出加减乘除等等各种运算，在快速浏览的过程中，还瞄到了很眼熟的各种宏名：list，cons，fold_left、fold_right，估计这帮人把函数式语言的很多特性也搬上去。

 

本着造轮子练本领的原则，我也尝试自己去实现各种元素，可是智商不够，越写越难受，最后无疾而终。

 

大致总结了一下，暂时发现C的宏有以下反直觉的缺点：

 

1、无法定义局部变量，所有宏必须在最外层定义，致使全局可见

     而且没有类似namespace的功能，命名时超头疼

 

    不支持多行出写，若要多行需在每行末端加 "\"

 

2、无控制流，要实现循环、选择非常麻烦

 

3、传参机制反直觉，正常语言的传参一般采用应用序，先完全展开参数再传入，而C的宏参数展开过程中若遇到#或##就停止展开，如：

       

1      #define BOOL(n)      BOOL##n
2      #define BOOL0         0
3      #define BOOL1         1
4      #define BOOL2         1
5      #define BOOL3         1

 

    BOOL(n)可获取值n的真假值

 

1 #define IF(c, x, y)       IF##c(x, y)
2 #define IF0(x, y)         y
3 #define IF1(x, y)         x

    上面的宏是想要实现选择控制，IF中传入逻辑值c，若c为0则返回y， 若c为1则返回x

    假如按如下调用：  IF( BOOL(3),  "t", "f" )，按直觉此句应生成“t”，

    可事与愿违，   因为展开BOOL(3)时碰到##，所以直接返回BOOL3，

    结果上面的宏就变成了 IF( BOOL3,  "t", "f")，按IF宏体继续展开， 则变成了 IFBOOL3("t", "f")

    最后预处理器报错： 找不到IFBOOL3

 

    因此，为了能正确地把参数BOOL(3)展开为1，还需要多包装多一层宏：

    

1 #define IF(c, x, y)       IF_C(c, x, y)   
2 #define IF_C(c, x, y)   IF##c(x, y)

    这样，IF( BOOL(3),  "t", "f" )就会先展开参数，变成 IF( BOOL3,  "t", "f")，

    然后宏体展开， IF_C( BOOL3, "t", "f" )，展开参数成了， IF_C( 1, "t", "f" )，

    最后才会正确地展开成 IF1( "t", "f" )

 

4、缺少整数类型，若要利用计数器循环生成代码时非常麻烦，首先要自己手工定义一堆整数的INC：

       

1 　　　   #define INC_0 1
2         #define INC_1 2
3         #define INC_2 3
4         #define INC_3 4
5         ……………
6  
7         #define DEC_x x
8         ………………

 

 

        然后再在INC_xx和DEC_xx之上定义加法，减法，

        这样做相当于需要手工利用最基本的元素构造基本方法，再将这些基本方法不停地复合嵌套，抽象出更高阶的函数，

        工作量跟创造语言差不多

 

        本来创造语言还是挺有趣的一件事，可由于刚刚提过的反人类反直觉的古怪传参机制的存在，

        致使复合方法构造高阶函数的过程异常痛苦，得不时留意参数展开时会不会被#和##打断，若被打断则需要增加一层宏来继续展开。

 

5、无法实现递归，如：

       

1 　　　#define x y+1
2      #define y x+1

    则展开x时，先展开成y+1，继续展开y，x+1+1，这时又碰到了x，预处理器便停止展开了。

 

    无法实现递归，那利用宏实现循环时就变得异常冗长了。

    一般来说，while循环和尾递归是等价的，所以若支持递归，则可用尾递归的形式实现循环，但现在不支持，

    所以我们需要把尾递归的每一步都得亲自展开，并将其手工显示的定义成宏，如：

 

        

1         #define WHLE(...)       WHILE##n(...)
2         #define WHILE0(...)     xxxxx
3         #define WHLE1(....)     WHILE0(......)
4         #define WHLE2(....)     WHILE1(......)
5         #define WHLE3(....)     WHILE2(......)
6         ...................  

 

     这样做不仅麻烦，而且递归深度也只能是一个固定值

 

6、c的宏只是作简单的文本替换，所以替换到文本后可能会出现，下面就是一个最经典的例子：

 

  

1       #define square(x)  x*x
2       cout<<square(2+3)<<endl;

        替换后就变成了2+3*2+3，所以写宏时还要注意在必要的地方加括号。。。。。。。。。

 

7、没办法传function-like macro的名字，如：

 

1         #define ADD(n, m)   ..........
2         #define FOR(k, op,...)  ......

      若调用FOR((3,3), ADD,...)，想要在FOR内部ADD(3,3)，发现预处理器会报错，说ADD没定义。

      也就是说函数名不能当参数传入，当然我发现boost里面是可以的，估计是用了什么奇技淫巧，没耐性看，各位大神知道的话请指点以下。