为什么在C宏中序列迭代起作用？

Question

为什么在C宏中序列迭代起作用？

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当编写 C 宏时，有一种技巧称为“序列迭代”。其看起来如下所示：

#define CAT(a, ...) PRIMITIVE_CAT(a, __VA_ARGS__)
#define PRIMITIVE_CAT(a, ...) a ## __VA_ARGS__
#define FUNCTION(name) void name();
#define FUNCTION_TABLE(seq) CAT(FUNCTION_TABLE_1 seq, _END)
#define FUNCTION_TABLE_1(x) FUNCTION(x) FUNCTION_TABLE_2
#define FUNCTION_TABLE_2(x) FUNCTION(x) FUNCTION_TABLE_1
#define FUNCTION_TABLE_1_END
#define FUNCTION_TABLE_2_END

FUNCTION_TABLE((x) (y) (z) (e))

SEQUENCE指的是FUCTION_TABLE的参数，参数将逐个处理。但据我所知，在同一范围内，标记不会被扩展两次，因为它们已经被"涂成蓝色"了。当FUNCTION_TABLE_2被扩展时，宏FUNCTION_TABLE_1已经被涂成蓝色。那么为什么还会被扩展呢？

- Yyao

@user694733 抱歉，是我不好。我修改了问题并添加了定义。 - Yyao

2个回答

1

这个想法是，在宏展开中，所有参数的扩展都将以相同的BLUE-SET开始。

在FUNCTION_TABLE(seq)内部，FUNCTION_TABLE_1 seq内部的所有参数的扩展始终从BLUE-SET={seq}开始。因此，在进入FUNCTION_TABLE_1后，BLUE-SET添加了x，但当完成后回到FUNCTION_TABLE的范围时，扩展将再次以BLUE-SET={seq}开始。

因此，第一次展开FUNCTION_TABLE_1(x)，并且在此展开中，BLUE-SET={seq,x}，但是当FUNCTION_TABLE_1的扩展完成时，它会回到FUNCTION_TABLE，并且将从该范围内展开FUNCTION_TABLE_2(y)，再次在FUNCTION_TABLE_2内部展开BLUE-SET={seq，x}，等等。

- alinsoar

谢谢 :) 但我还有一个问题。在处理中，FUNCTION_TABLE_1(x) 被扩展为 void x(); FUNCTION_TABLE_2。此时，FUNCTION_TABLE_2 还不是宏。但是在替换后，FUNCTION_TABLE_2(y) 被扩展为宏。看起来处理器重新扫描了替换结果。是否真的进行了重新扫描？ - Yyao

是的，预处理器在每次评估后生成一个新的流，并始终重新扫描新的流。新的流将具有预处理标记，每个标记都有一个新的BLUE-SET，因此递归不可能。注意：蓝色集合附加在每个预处理标记上，而不是每个流上。 - alinsoar

非常感谢！这对我帮助很大 :) - Yyao

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可以查看英文原文，
原文链接

- M.M · Accepted Answer

函数样式宏替换是一个递归过程：

首先进行宏的非递归扩展，除了#和##
然后，递归地扩展任何不是#或##操作符的标记
对于结果运用#和##（如果有的话）
重复步骤1到3，直到步骤1-3不再引起任何变化。

这比实现起来要复杂一些！所以针对您的代码：

FUNCTION_TABLE((x) (y) (z) (e)) 会展开为 CAT(FUNCTION_TABLE_1 (x) (y) (z) (e), _END)
CAT(X, _END) 展开为 PRIMITIVE_CAT(expand(X), _END)。现在来看一下 expand(X) 的展开：
- FUNCTION_TABLE_1 (x) (y) (z) (e) 展开为 FUNCTION(x) FUNCTION_TABLE_2 (y) (z) (e)：
  - FUNCTION(x) 展开为 void x();
  - FUNCTION_TABLE_2 (y) (z) (e) 展开为 FUNCTION(y) FUNCTION_TABLE_1 (z) (e)
  - FUNCTION(y) 展开为 void y();
  - FUNCTION_TABLE_1 (z) (e) 展开为 FUNCTION(z) FUNCTION_TABLE_2(e)
    - FUNCTION(z) 展开为 void z();
    - FUNCTION_TABLE_2(e) 展开为 FUNCTION(e) FUNCTION_TABLE_1
    - FUNCTION(e) 展开为 void e();
    - 结果: void e(); FUNCTION_TABLE_1
    - 结果: void z(); void e(); FUNCTION_TABLE_1
  - 结果: void y(); void z(); void e(); FUNCTION_TABLE_1
  - 结果: void x(); void y(); void z(); void e(); FUNCTION_TABLE_1
因此，在完全展开了X之后，让我们来回顾一下： PRIMITIVE_CAT(void x(); void y(); void z(); void e(); FUNCTION_TABLE_1, _END)
这将展开为 void x(); void y(); void z(); void e(); FUNCTION_TABLE_1_END
重新扫描后，这将变为 void x(); void y(); void z(); void e();