浅析C++中的间接宏函数

宏函数对于每个C++程序员都决不陌生，就算是初出茅庐的C++程序员也知道如何定义、使用宏函数。

但是当初学者看到类似于以下这种宏函数嵌套的时候，可能还是会比较嘀咕，

#define CONVERTSTR(x) #x
#define CONVERTSTR2(x) CONVERTSTR(x)

第二个宏函数所做的事情不就是再一次调用上面的宏函数吗，这难道不属于画蛇添足吗？这样做有什么意义呢？别急，我们慢慢来捋一下。

了解#和##

要想熟练的写出宏函数，了解其中的操作符必不可少，在预编译体系自定义的几个操作符中， #和##比较特殊，它们的作用是：

将标识符转换为字符串，它又被称为字符串化操作符，用法如下

#define CONVERTSTR(x) #x
string s3 { CONVERTSTR(4) }; //这里CONVERTSTR(4)被扩展为"4"

将不同的标识符连接起来，它被称为符号连接操作符，用法如下

struct ABC
{

};

#define DECLARE_MAKE(x) x* Make_##x() {return new x();}
DECLARE_MAKE(ABC) //被扩展为 ABC* Make_ABC{return new ABC();}
ABC * ap = Make_ABC();

可见这两操作符的运算结果取决于传入的标识符的名称，那么如果传入的标识符本身就是一个宏变量呢？

宏变量乱入的情况

还是刚刚的例子，

#define CONVERTSTR(x) #x
#define VAR 10
std::cout << CONVERTSTR(VAR);

猜猜，这个时候的输出是多少？10 还是 VAR?
按照预处理器替换的原则，VAR被替换成10，接着10被转换为"10"，但是真是这样吗？

运行之后发现，输出是VAR不是10，为什么呢？

替换规则

这是因为当宏函数中，如果包含了#或者##，替换规则会比较特殊，引用一段原文如下：

After the arguments for the invocation of a function-like macro have been identified,
argument substitution takes place. A parameter in the replacement list, unless preceded by
a # or ## preprocessing token or followed by a ## preprocessing token (see below), is
replaced by the corresponding argument after all the macros contained therein have been
expanded. Before being substituted, each argument's preprocessing tokens are completely
macro replaced as if they formed the rest of the preprocessing file; no other preprocessing
tokens is available.

简而言之，对于宏函数来说，一般情况下当看到函数体的时候，参数替换就已经完成了（像用10替换VAR），但是对于有操作符#和##的参数，这个参数替换步骤就不会发生，所以CONVERTSTR(VAR)只会扩展为 "VAR"而不会扩展为"10"

修复方法

其实讲到这里答案已经很明显了，使用间接宏函数能完美解决这个问题

#define CONVERTSTR(x) #x
#define CONVERTSTR2(x) CONVERTSTR(x)

在原有函数的基础上再定义一个包装函数，这个包装函数并没有任何#或者##，这样就确保了参数可以正确展开，接着转发请求给真正需要使用的那个函数。

#define VAR 10
std::cout << CONVERTSTR2(VAR);

这样就能确保在使用VAR调用函数的时候它已经被正确展开了。

这就是间接宏函数和为什么要使用它们的原因，希望下次看到它们的时候不要再觉得这是画蛇添足了哟。