C預處理器如何實際工作？

Question

我讓代碼片段更容易解釋

// Example 1

#define sum2(a, b) (a + b)
#define sum3(a, b, c) (sum2(a, sum2(b, c)))

sum3(1, 2, 3)    // will be expanded to ((1 + (2 + 3)))


// Example 2

#define score student_exam_score
#define print_score(student_exam_score) printf("%d\n", score)
#undef  score

print_score(80); // will be expanded to printf("%d\n", score);
                 // but not printf("%d\n", 80); that I expect

第一個是直觀的，並且在幾個地方存在各種代碼，例如找到最大或最小數量。 但是，我想使用該技術使我的代碼清晰易讀，所以我用一個更短更有意義的名稱替換宏中的一些單詞。

AFAIK，C預處理器每個編譯單元只運行一次，只執行字符串替換，但為什么print_score不能擴展為printf("%d\\n", 80); ？

這是我猜的替換程序：

#define score student_exam_score
#define print_score(student_exam_score) printf("%d\n", score)
#undef  score

print_score(80);

//  --> 

#define score student_exam_score  // runs this first
#define print_score(student_exam_score) printf("%d\n", student_exam_score)  // changed
#undef  score

print_score(80);

//  --> 

#define score student_exam_score
#define print_score(student_exam_score) printf("%d\n", student_exam_score)  // then this
#undef  score

printf("%d\n", 80);  // changed

Answer 1

這是一個排序問題。 首先定義宏，並且在使用之前score是未定義的。 然后，當print_score被展開時，它首先替換student_exam_score所有實例，其中沒有。 然后重新掃描結果，尋找進一步擴展的宏，但由於score未定義且不再可用，因此沒有。

即使您將#undef score降低到低於print_score的引用，它仍然無法工作，因為參數替換只發生一次（ score將被擴展，但student_exam_score不會）。

請注意，在定義時， score不會替換為print_score的主體。 僅在宏被實例化時才發生替換，這就是為什么#undef score導致score宏沒有任何影響的原因。

這些例子將使它更清晰。 首先，請考慮以下事項：

#define foo bar
#define baz(bar) (foo)
baz(123)

這擴展如下：

    baz(123)
->  (foo)
->  (bar)

擴張在這里停止。 參數替換是在foo擴展之前完成的，並且不會再次發生。

現在考慮以下內容：

#define foo bar
#define baz(bar) (foo)
#undef foo
baz(123)

這擴展如下：

    baz(123)
->  (foo)

擴展在此處停止，因為不再定義foo 。 它的早期定義對baz的定義沒有影響，因為在定義宏時不會發生宏替換。 它只會在擴展時發生。