C++基础知识--从宏定义变量名看相关展开顺序

TIME_STAT_1 和 TIME_STAT_2 两个宏的目的是想定义一个不重复的变量名（根据行号），但是只有 TIME_STAT_1 能够达到目的

以下是 TIME_STAT_1 和 TIME_STAT_2 两种宏展开的详细流程解析，配合图示说明关键差异：

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1. 宏定义说明

#define CONCAT(x, y) x##y
#define TIME_STAT_LOGIC_1(node, num) TimeRecorder CONCAT(node, num)(#node);
#define TIME_STAT_1(node) TIME_STAT_LOGIC_1(node, __LINE__);

#define TIME_STAT_LOGIC_2(node, num) TimeRecorder node##num(#node);
#define TIME_STAT_2(node) TIME_STAT_LOGIC_2(node, __LINE__);

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2. 展开流程对比

场景假设

• 调用位置：源文件第 42 行
• 调用方式：TIME_STAT_1(foo) 和 TIME_STAT_2(bar)

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3. TIME_STAT_1 展开流程

graph TD
    A[TIME_STAT_1(foo)] --> B[展开外层宏 TIME_STAT_LOGIC_1(foo, __LINE__)]
    B --> C[参数替换: node=foo, num=42 (__LINE__先展开)]
    C --> D[展开CONCAT宏: CONCAT(foo, 42)]
    D --> E[拼接符号: foo##42 → foo42]
    E --> F[最终展开: TimeRecorder foo42("foo");]

分步解析：

1. 第一层展开：

   TIME_STAT_1(foo) → TIME_STAT_LOGIC_1(foo, __LINE__)
   

2. 参数求值：
   • __LINE__ 先被展开为 42
   • 此时变为 TIME_STAT_LOGIC_1(foo, 42)
3. 第二层展开：

   TimeRecorder CONCAT(foo, 42)(#foo);
   

4. CONCAT 处理：

   CONCAT(foo, 42) → foo##42 → foo42
   

5. 字符串化：

   #foo → "foo"
   

6. 最终结果：

   TimeRecorder foo42("foo");
   

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4. TIME_STAT_2 展开流程

graph TD
    A[TIME_STAT_2(bar)] --> B[展开外层宏 TIME_STAT_LOGIC_2(bar, __LINE__)]
    B --> C[直接拼接符号: bar##__LINE__]
    C --> D[生成中间符号: bar__LINE__]
    D --> E[__LINE__未展开,保留字面量]
    E --> F[最终展开: TimeRecorder bar__LINE__("bar");]

分步解析：

1. 第一层展开：

   TIME_STAT_2(bar) → TIME_STAT_LOGIC_2(bar, __LINE__)
   

2. ## 操作符优先处理：
   • 直接拼接 bar 和 __LINE__ 字面量
   • 生成 bar__LINE__（此时 __LINE__ 未被展开）
3. 字符串化：

   #bar → "bar"
   

4. 最终结果：

   TimeRecorder bar__LINE__("bar");  // 行号未展开！
   

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5. 关键差异图示

# 预处理结果对比（假设调用位置为第42行）

+---------------------+-------------------------------+
|     TIME_STAT_1     |         TIME_STAT_2           |
+---------------------+-------------------------------+
| TimeRecorder foo42  | TimeRecorder bar__LINE__      |
| ("foo");           | ("bar");                      |
+---------------------+-------------------------------+
| __LINE__先展开      | __LINE__未展开                |
| 正确生成唯一标识符  | 生成错误字面量                |
+---------------------+-------------------------------+

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6. 根本原因分析

阶段	TIME_STAT_1	TIME_STAT_2
参数展开时机	先展开 __LINE__ 再拼接	先执行 ## 拼接，阻止展开
标准依据	参数优先展开规则	## 操作符优先级更高
调试技巧	gcc -E 可见分步展开过程	预处理结果直接显示 __LINE__

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总结

• TIME_STAT_1：安全可靠，符合预期
  （先展开参数 → 再拼接 → 生成正确符号）
• TIME_STAT_2：存在设计缺陷
  （直接拼接 → 阻止参数展开 → 生成错误结果）

实际开发中应优先选择 TIME_STAT_1 的方式

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