带循环的宏如何在 C/C++ 中实际工作

Question

这是我直接从 CImg 库中获取的一段代码，试图了解它在内部的实际工作方式

宏在第 628 行定义为

#define cimg_for(img,ptrs,T_ptrs) for (T_ptrs *ptrs = (img)._data + (img).size(); (ptrs--)>(img)._data; )

并且 CImg 在第 9035 行有一个像这样调用的构造函数

template<typename t>
CImg(const t *const values, const unsigned int size_x, const unsigned int size_y=1,
     const unsigned int size_z=1, const unsigned int size_c=1, const bool is_shared=false):_is_shared(false) {
  if (is_shared) {
    _width = _height = _depth = _spectrum = 0; _data = 0;
    throw CImgArgumentException(_cimg_instance
                                "CImg() : Invalid construction request of a (%u,%u,%u,%u) shared instance from a (%s*) buffer "
                                "(pixel types are different).",
                                cimg_instance,
                                size_x,size_y,size_z,size_c,CImg<t>::pixel_type());
  }
  const unsigned int siz = size_x*size_y*size_z*size_c;
  if (values && siz) {
    _width = size_x; _height = size_y; _depth = size_z; _spectrum = size_c;
    try { _data = new T[siz]; } catch (...) {
      _width = _height = _depth = _spectrum = 0; _data = 0;
      throw CImgInstanceException(_cimg_instance
                                  "CImg() : Failed to allocate memory (%s) for image (%u,%u,%u,%u).",
                                  cimg_instance,
                                  cimg::strbuffersize(size_x*size_y*size_z*size_c*sizeof(T)),size_x,size_y,size_z,size_c);

    }
    const t *ptrs = values + siz; cimg_for(*this,ptrd,T) *ptrd = (T)*(--ptrs);
  } else { _width = _height = _depth = _spectrum = 0; _data = 0; }
}

我相信这就是宏的使用方式，但想要第二个意见

for (T_ptrs *ptrs = (img)._data + (img).size(); (ptrs--)>(img)._data; )
     *ptrd = (T)*(--ptrs);

整个混乱是因为两个 ptrs 变量

Answer 1

预处理器不知道 C。它对令牌进行操作。 就预处理器而言， for是一个类似于rof的标记。

那么，跟随宏的位是什么？ 预处理器不知道这是for语句的一部分。 一旦看到cimg_for(的结尾) ，就完成了。没有进一步的替换。

在您的情况下， cimg_for(*this,ptrd,T)设置：

• img到this
• ptrs来ptrd
• T_ptrs到T （ T_ptrs类型）

这段代码很奇怪，顺便说一句：如果你有 C++，你就不需要这些宏技巧。

Answer 2

这看起来不像 C，但这里是宏在 C 中的工作方式：

在整个代码中搜索宏关键字。 宏关键字在编译之前替换为其定义。 如果是带参数的宏，则传递的参数将替换为定义中的参数。

在你的情况下，：

cimg_for(*this,ptrd,T)

将变成如下：

for (T * ptrd = (*this)._data + (*this).size(); (ptrd--)>(*this)._data; )

虽然写的是，我已经先复制的定义，那么替换的每个img内部定义与*this ，然后替换的每个ptrs与ptrd ，最后每个T_ptrd与T 。 这就是宏定义告诉我要做的，这也是编译前预处理器所做的。

在那个宏之后，有一个语句，所以最后，循环如下所示：

for (T * ptrd = (*this)._data + (*this).size(); (ptrd--)>(*this)._data; )
    *ptrd = (T)*(--ptrs);

Answer 3

宏不是函数。 它们基本上是精心设计的“搜索和替换”。 预处理器从字面上用宏的主体替换它找到宏的位置（在宏声明的范围内）。

一些陷阱：因为宏不像函数，所以这样的事情变得危险

#define SQUARE(A) A*A

int i = 2;
int j = SQUARE(++i);

k == 9 // 哎呀！

或这个

int i = SQUARE(IncrediblyExpensiveFuncionThatReturnsAnInt());

这个巨大的函数被调用了两次。 宏中的每个 A 一次

有关宏的危险及其工作原理的更多信息，请查看此

Answer 4

这个

#define cimg_for(img,ptrs,T_ptrs) for (T_ptrs *ptrs = (img)._data + (img).size(); (ptrs--)>(img)._data; )
cimg_for(*this,ptrd,T) *ptrd = (T)*(--ptrs);

变成

for (T *ptrd = (*this)._data + (*this).size(); (ptrd--)>(*this)._data; )
  *ptrd = (T)*(--ptrs);