C++ #define宏定义和特殊操作符

主要例子来源于：https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/preprocessor/，另外菜鸟教程上也有相关的介绍。感觉有些网络文档对于操作符的说明不是很清晰，所以援引了一些自己觉得比较好的例子。

#define是一个与处理命令，会在编译的预处理阶段进行处理。我们可以用该命令来定义宏并替换掉源码中的特定部分。

无参数宏

#define macro-name replacement-text 

有参数宏

#define ADD(x,y) (x+y)

要注意边际效应，尽量添加括号。

特殊操作符

• #
  # 运算符将参数作为字符串处理，会把 replacement-text 令牌转换为用引号引起来的字符串。具体的例子，可以参考如下代码：

// stringizer.cpp
#include 
#define stringer( x ) printf_s( #x "\n" )
int main() {
   stringer( In quotes in the printf function call );
   stringer( "In quotes when printed to the screen" );
   stringer( "This: \"  prints an escaped double quote" );
}

这段代码在预处理过后会变成

int main() {
   printf_s( "In quotes in the printf function call" "\n" );
   printf_s( "\"In quotes when printed to the screen\"" "\n" );
   printf_s( "\"This: \\\" prints an escaped double quote\"" "\n" );
}

• ##
  符号拼接。
  直接上例子：

#define paster( n ) printf_s( "token" #n " = %d", token##n )
int token9 = 9;
paster( 9 );

预处理过后变成：

int token9 = 9;
printf_s( "token" "9" " = %d", token9 );

也就是：

int token9 = 9;
printf_s( "token9 = %d", token9 );

有些同学可能有疑惑：本身宏就可以进行文本替换，那不使用##应该也能实现上面的功能，得到一个部分自定义的变量。其实如果要让预处理器进行替换，需要在前面有个空格。另外##也不能作为替换序列的开头，否则会报错（error: '##' cannot appear at start of macro expansion）。

#define test1(x,y) xy
#define test2(x,y) x ## y
#define test3(x) x
//#define test4(x) ##x // '##' cannot appear at start of macro expansion`

using namespace std;
void main(){
    int i_1=0;
    test1(i_,1);
    test2(i_,1);
    i_test3(1);
    i_ test3(1);
    //i_test4(1);
}

在使用预处理命令处理后，会得到：

using namespace std;
void main(){
    int i_1=0;
    xy;
    i_1;
    i_test3(1);
    i_ 1;

}

（回顾：预处理命令为g++ -E main.cpp -o main.i）

• 可变参数宏（Variadic macros）
  使用...与VA_ARGS可以处理不定数量（至少一个）的参数。

// variadic_macros.cpp
#include 
#define EMPTY

#define CHECK1(x, ...) if (!(x)) { printf(__VA_ARGS__); }
#define CHECK2(x, ...) if ((x)) { printf(__VA_ARGS__); }
#define CHECK3(...) { printf(__VA_ARGS__); }
#define MACRO(s, ...) printf(s, __VA_ARGS__)

int main() {
    CHECK1(0, "here %s %s %s", "are", "some", "varargs1(1)\n");
    CHECK1(1, "here %s %s %s", "are", "some", "varargs1(2)\n");   // won't print

    CHECK2(0, "here %s %s %s", "are", "some", "varargs2(3)\n");   // won't print
    CHECK2(1, "here %s %s %s", "are", "some", "varargs2(4)\n");

    // always invokes printf in the macro
    CHECK3("here %s %s %s", "are", "some", "varargs3(5)\n");

    MACRO("hello, world\n");

    MACRO("error\n", EMPTY); // would cause error C2059, except VC++
                             // suppresses the trailing comma
}