C之 # 和 ## 操作符（二十三）

        在 C 語言中還有 # 和 ## 這種操作符的存在，只是不經常見，那么我們今天就來講下它們的用法。

        A、 # 運算符用于在預處理期將宏參數轉換為字符串，它的轉換作用是在預處理期完成的，因此只在宏定義中有效。編譯器不知道 # 的轉換作用，用法：#define STRING(x) #x。下來我們以代碼為例進行分析，代碼如下

#include <stdio.h>

#define STRING(x) #x

int main()
{  
    printf("%s\n", STRING(Hello world!));
    printf("%s\n", STRING(100));
    printf("%s\n", STRING(while));
    printf("%s\n", STRING(return));

    return 0;
}

        我們看到第 7-10 行想要打印字符串，那么我們這樣定義可以嗎？我們編譯下看看結果

        我們看到已經打印出了字符串。那么我們來單步編譯下，看看經過預處理器處理過的文件變成什么樣了，生成的代碼如下，還是注釋掉頭文件

test.i 代碼

# 1 "test.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "<command-line>" 2
# 1 "test.c"




int main()
{
    printf("%s\n", "Hello world!");
    printf("%s\n", "100");
    printf("%s\n", "while");
    printf("%s\n", "return");

    return 0;
}

        我們看到宏定義里面的字符已經變成相應的字符串了，證明我們那樣定義還是靠譜的。下來我們再來看看一個示例代碼，看看 # 運算符的妙用，代碼如下

#include <stdio.h>

#define CALL(f, p) (printf("Call function %s\n", #f), f(p))
   
int square(int n)
{
    return n * n;
}

int func(int x)
{
    return x;
}

int main()
{
    int result = 0;
    
    result = CALL(square, 4);
    
    printf("result = %d\n", result);
    
    result = CALL(func, 10);
    
    printf("result = %d\n", result);

    return 0;
}

        我們在這個代碼中想要打印出它調用的函數名，但是函數名是我們隨機指定的。這樣的功能是 C 語言寫的函數實現不出來的，那么我們看看 # 運算符能夠實現這樣的功能嗎？編譯看看結果

        結果已經很明顯了。我們再來看看經過單步編譯后的文件

test.i 代碼

# 1 "test.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "<command-line>" 2
# 1 "test.c"




int square(int n)
{
    return n * n;
}

int func(int x)
{
    return x;
}

int main()
{
    int result = 0;

    result = (printf("Call function %s\n", "square"), square(4));

    printf("result = %d\n", result);

    result = (printf("Call function %s\n", "func"), func(10));

    printf("result = %d\n", result);

    return 0;
}

        我們可以看出確實如我們所想的那樣。

        B、 ## 運算符用于在預處理期粘連兩個標識符，它的作用是在預處理期完成的，因此只在宏定義中有效；編譯器不知道 ## 的連接作用，用法：#define CONNET(a, b) a##b。下面我們還是以代碼進行說明，代碼如下

#include <stdio.h>

#define NAME(n) name##n

int main()
{
    
    int NAME(1);    // name1
    int NAME(2);    // name2
    
    NAME(1) = 1;    // name1 = 1
    NAME(2) = 2;    // name2 = 2
    
    printf("NAME(1) = %d\n", NAME(1));
    printf("NAME(2) = %d\n", NAME(2));

    return 0;
}

        我們看到是想實現注釋的那樣，那么能否實現呢？看看編譯結果

        我們再來看看單步編譯的代碼，更加明顯

test.i 代碼

# 1 "test.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "<command-line>" 2
# 1 "test.c"




int main()
{

    int name1;
    int name2;

    name1 = 1;
    name2 = 2;

    printf("NAME(1) = %d\n", name1);
    printf("NAME(2) = %d\n", name2);

    return 0;
}

        就不說了，結果已經很明顯了。下來我們再來看看一個很有意思的代碼，用 ## 運算符實現結構體的定義，很有意思

#include <stdio.h>

#define STRUCT(type) typedef struct _tag_##type type;\
                     struct _tag_##type

STRUCT(Student)
{
    char* name;
    int id;
};

int main()
{
    
    Student s1;
    Student s2;
    
    s1.name = "s1";
    s1.id = 0;
    
    s2.name = "s2";
    s2.id = 1;
    
    printf("s1.name = %s\n", s1.name);
    printf("s1.id = %d\n", s1.id);
    printf("s2.name = %s\n", s2.name);
    printf("s2.id = %d\n", s2.id);

    return 0;
}

        什么都不說，先看編譯結果能否滿足需求

        已經完美實現，再來看看經過單步編譯后的代碼

test.i 代碼

# 1 "test.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "<command-line>" 2
# 1 "test.c"





typedef struct _tag_Student Student; 
struct _tag_Student
{
    char* name;
    int id;
};

int main()
{

    Student s1;
    Student s2;

    s1.name = "s1";
    s1.id = 0;

    s2.name = "s2";
    s2.id = 1;

    printf("s1.name = %s\n", s1.name);
    printf("s1.id = %d\n", s1.id);
    printf("s2.name = %s\n", s2.name);
    printf("s2.id = %d\n", s2.id);

    return 0;
}

        看上面的代碼，啥也不想說了。已經很明顯了，我們已經看到了 ## 運算符的強大之處。如果我們的 # 和 ## 運算符運用的好的話，那么代碼質量就會非常高。通過對 # 和 ## 運算符的學習，總結如下：1、# 運算符用于在預處理期將宏參數轉換為字符串；2、## 運算符用于在預處理期粘連兩個標識符；3、編譯器不知道 # 和 ## 運算符的存在，# 和 ## 運算符只在宏定義中有效。

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