C语言 #、##运算符和可变参数

在函数式宏定义中，

#

运算符用于创建字符串，

#

运算符后面应该跟一个形参（中间可以有空格或Tab），例如：

#define STR(s) # s
STR(hello 	world)

用

cpp

命令预处理之后是

"hello␣world"

，自动用

"

号把实参括起来成为一个字符串，并且实参中的连续多个空白字符被替换成一个空格。

在宏定义中可以用

##

运算符把前后两个预处理Token连接成一个预处理Token，和

#

运算符不同，

##

运算符不仅限于函数式宏定义，变量式宏定义也可以用。例如：

#define CONCAT(a, b) a##b
CONCAT(con, cat)

预处理之后是

concat

。再比如，要定义一个宏展开成两个

#

号，可以这样定义：

#define HASH_HASH # ## #

中间的

##

是运算符，宏展开时前后两个

#

号被这个运算符连接在一起。注意中间的两个空格是不可少的，如果写成

####

，会被划分成

##

和

##

两个Token，而根据定义

##

运算符用于连接前后两个预处理Token，不能出现在宏定义的开头或末尾，所以会报错。

我们知道

printf

函数带有可变参数，函数式宏定义也可以带可变参数，同样是在参数列表中用

...

表示可变参数。例如：

#define showlist(...) printf(#__VA_ARGS__)
#define report(test, ...) ((test)?printf(#test):\
printf(__VA_ARGS__))
showlist(The first, second, and third items.);
report(x>y, "x is %d but y is %d", x, y);

预处理之后变成：

printf("The first, second, and third items.");
((x>y)?printf("x>y"): printf("x is %d but y is %d", x, y));

在宏定义中，可变参数的部分用

__VA_ARGS__

表示，实参中对应

...

的几个参数可以看成一个参数替换到宏定义中

__VA_ARGS__

所在的地方。

调用函数式宏定义允许传空参数，这一点和函数调用不同，通过下面几个例子理解空参数的用法。

#define FOO() foo
FOO()

预处理之后变成

foo

。

FOO

在定义时不带参数，在调用时也不允许传参数给它。

#define FOO(a) foo##a
FOO(bar)
FOO()

预处理之后变成：

foobar
foo

FOO

在定义时带一个参数，在调用时必须传一个参数给它，如果不传参数则表示传了一个空参数。

#define FOO(a, b, c) a##b##c
FOO(1,2,3)
FOO(1,2,)
FOO(1,,3)
FOO(,,3)

预处理之后变成：

123
12
13
3

FOO

在定义时带三个参数，在调用时也必须传三个参数给它，空参数的位置可以空着，但必须给够三个参数，

FOO(1,2)

这样的调用是错误的。

#define FOO(a, ...) a##__VA_ARGS__
FOO(1)
FOO(1,2,3,)

预处理之后变成：

1
12,3,

FOO(1)

这个调用相当于可变参数部分传了一个空参数，

FOO(1,2,3,)

这个调用相当于可变参数部分传了三个参数，第三个是空参数。

gcc

有一种扩展语法，如果

##

运算符用在

__VA_ARGS__

前面，除了起连接作用之外还有特殊的含义，例如内核代码

net/netfilter/nf_conntrack_proto_sctp.c

中的：

#define DEBUGP(format, ...) printk(format, ## __VA_ARGS__)

printk

这个内核函数相当于

printf

，也带有格式化字符串和可变参数，由于内核不能调用

libc

的函数，所以另外实现了一个打印函数。这个函数式宏定义可以这样调用：

DEBUGP("info no. %d", 1)

。也可以这样调用：

DEBUGP("info")

。后者相当于可变参数部分传了一个空参数，但展开后并不是

printk("info",)

，而是

printk("info")

，当

__VA_ARGS__

是空参数时，

##

运算符把它前面的

,

号“吃”掉了。