宏定义中的数组

Question

我想要实现类似这样的效果：

#define MACRO(x) {PORTB=0,PORTC=0,PORTD=0}

MACRO(0); //This would get replaced by PORTB=0;
MACRO(1); //PORTC=0;
MACRO(2); //PORTD=0;

我想创建一个“宏数组”。我将传递索引给它，它将返回正确的代码。

这可行吗？

编辑： 如果有帮助的话，PORTB、PORTC和PORTD都是#defines。

- user1806687

Answer 1

可以使用预处理器进行操作，但这样做可能会被认为很丑陋。

#define MACRO_CASE0 PORTB = 0
#define MACRO_CASE1 PORTC = 0
#define MACRO_CASE2 PORTD = 0

#define MACRO(X) MACRO_CASE##X

此外，还要看一下Boost.Preprocessor库。(它适用于C和C++。)

更新:与Jonathan Leffler的讨论之后(见下文)，我感到有义务更新答案，并告诫新的C程序员不要滥用上面展示的(强大但肮脏的)技术。

如果你像OP请求的那样传递一个索引，它会返回正确的代码，那么你需要使用预处理器编程。然而，如果你只想根据某些条件执行不同的代码，并且如果该条件是编译时常量，则希望它没有运行时开销，则以下方法不仅更加简洁，而且更加灵活，因为它也允许传递运行时值。

/* '#include' this definition in any file where you want to use it. */
static inline void
do_the_right_thing(const int selector)
{
  switch (selector)
    {
   case 0:
      PORTB = 0;
      break;
   case 1:
      PORTC = 0;
      break;
   case 2:
      PORTD = 0;
      break;
   default:
      assert(!"cannot do the right thing: invalid selector");
    }
}

现在，在您的代码中，如果您编写以下代码：

do_the_right_thing(1);  /* selector is a compile-time constant */

一款启用适当优化的良好编译器与使用宏相比不会产生额外开销。但是，您也可以这样写：

do_the_right_thing(rand() % 3);  /* selector is a run-time expression */

编译器将插入一些快速切换的代码，以在运行时选择适当的操作。

- 5gon12eder

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与我的答案相比，这个方法的优点是它只能用于整数常量作为参数；缺点也在于此。 - Jonathan Leffler

@JonathanLeffler 确实，但是谁会想用除整数以外的任何东西来索引数组呢？如果你愿意，也可以使用符号名称。 - 5gon12eder

这取决于您是否希望动态选择索引：if (i >= 0 && i <= 2) MACRO(i); 或类似的东西。如果它是微控制器，我怀疑您不想要那样做，但我认为 MACRO(1); 比代码中的 PORTC=0; 更清晰 — 实际上，对我来说它不太清晰。但这在某种程度上可能是问题的产物。如果宏背后的代码选择了 PORTB、PORTC 或 PORTD 中的一个用于赋值语句的左侧（因此使用方式为 MACRO(1) = 0），那么我的建议将不起作用 — 正如我在“不扩展或概括”注释中所指出的那样。 - Jonathan Leffler

@JonathanLeffler 是的，我希望问题中的示例是虚构的，否则就是一个非常糟糕的想法。您对运行时表达式的看法是正确的。我没有考虑到它，因为我只在真正需要宏的时候才会使用宏。（也就是说，我想要分支编译，而不是控制流。）如果涉及控制流，则带有switch的内联函数将完美地完成任务，并且优化编译器将能够生成相同的代码，如果参数是编译时常量。 - 5gon12eder

Answer 2

这可以完成任务，但是无法很好地扩展或推广：

#define MACRO(x) (((x) == 0) ? PORTB=0 : ((x) == 1) ? PORTC=0 : PORTD=0)

- Jonathan Leffler

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...并且不太高效（原帖的代码看起来像是某些微控制器的代码）。 - Jabberwocky

@MichaelWalz：什么是低效的？对于问题中显示的示例，它是一个编译时常量。这本来就不是一个好主意，但它确实可以做到所需的功能。 - Jonathan Leffler

实际上它是高效的，因为编译器会对所有内容进行优化。宏MACRO(0)的预处理器输出为(((0) == 0) ? B=0 : ((0) == 1) ? C=0 : D=0) ;。 - Jabberwocky