C预处理器：提前评估宏

Question

考虑以下设置：

a.h

#define A 5
#define B A
#undef A
#define A 3

a.c

#include "a.h"
#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("%d\n", B);
    return 0;
}

虽然这段代码可以输出3，但是有没有办法在a.h的第二行就将A替换成5，让它输出5呢？

- user2037593

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我认为你做不到。我会等待比我更有知识的人来证明我错了。 - R Sahu

这些不是值的赋值，而是在使用时进行文本替换。 A 从未具有值5或3，而 B 也从未等于5或3。 - Weather Vane

@WeatherVane 感谢你提醒。我已经相应地编辑了措辞。 - user2037593

您可以考虑将a.h改成const int B = A;，而不是#define B A - 这样它就能在编译时捕获A的值。另一个选择是使用非标准但被广泛实现（如 gcc、clang、visual C++）的#pragma push_macro("A")来保留A的原始值，然后在计算B之前弹出它，但这种方法比较繁琐且容易出错。 - Tony Delroy

const int 可以使用。https://ideone.com/MpiOOz - Erobrere

Answer 1

不，没有办法做到。除非你知道所有可能的A值，并且它们始终是整数，在这种情况下，您可以费力地逐个测试每个值：

#if A == 0
# define B 0
#elif A == 1
# define B 1
#elif A == 2
# define B 2
/*  ... and a very long etc. */
#endif

如果您的用例只涉及整数，则有更多选项。例如，您可以将B声明为static const int或enum（取决于语言），而不是宏，这显然会使用宏的当前值。如果您真的非常想要宏，那么Boost预处理库具有上面繁琐的#if序列的实现（通过一些巧妙的处理，可将所需的预处理器语句数量减少到log（N）而不是N）。

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在#define预处理指令中不存在宏替换；这个事实在C标准（§6.10第7段）（带有相同措辞的C++标准的§16第6段）中已经说明：

预处理指令内的预处理记号不受宏扩展的影响，除非另有规定。

在描述#if和#include指令时，标准规定确实进行了宏替换，这就是为什么上面的#if解决方案有效（以及同时使用计算的#include的Boost实现）。

- rici

Answer 2

是的。Boost的预处理库（一组可移植的包含文件，而不是扩展的预处理器）包括对“可变”宏定义的支持。您可以将宏定义为扩展到可变插槽的引用，而不是直接扩展为值，因此可以更改该值，因为它早期扩展了“分配”给它的值。在这种情况下，您对于能够更改值的能力不太感兴趣，而是因为这种早期扩展意味着它可以在使用B或重新定义A之前从A中抓取值。

#include <boost/preprocessor/slot/slot.hpp>

#define A 5
#define B BOOST_PP_SLOT(1)

// "assign" A to B
#define BOOST_PP_VALUE A
#include BOOST_PP_ASSIGN_SLOT(1)

#undef A
#define A 3

#include "a.h"
#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("%d\n", B);  // 5
    return 0;
}

支持仅限于整数。它利用了#if指令强制展开任何包含的宏的事实（#line和#error也是如此，尽管对于此目的不太有用），并使用它们来建立存储在隐藏后端宏中的等效整数值，用于分配给的插槽。这样，它可以从A中“提取”一个值，然后B即使A更改或删除，也可以引用该值本身。

- Alex Celeste

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#include BOOST_PP_ASSIGN_SLOT(1)... 这太扯了！我们不需要一个混淆的 C++ 代码竞赛，因为我们有 boost！ - chqrlie