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宏的 # 和 ## 運算子、瑣碎規則和預先定義的宏
目錄： C/C++ Macro 宏系列 | CWKSC’s blog | 博客
這一篇來說一些宏的基礎知識、# 和 ##、一些瑣碎規則和預先定義的宏
▌預處理器
預處理器，負責一些編譯前進行的工作
在 C/C++ 中，一般以 # 開頭的都與預處理器有關
例如： #include, #define, #if, #endif, #else, #elif, #ifdef, #ifndef, #error, #pragma, #typedef 等等
詳情可參考 Microsoft Docs 的 C/C++ preprocessor reference 和 Preprocessor Directives
▌# 字符串化運算子 (Stringizing operator)
與宏參數配合使用，放在宏參數前面，展開時會在參數兩端加入 "，使其字串化
#define str(x) #x
str(42) // "42"
# 和參數之間的空白可有可無
#define str(x) # x
前後的空白會被忽略
str( 42 ) // "42"
中間的空白會被壓縮為一個
str( 42 42 ) // "42 42"
註解會被忽略並變為一個空白
str(42/**/42) // "42 42"
會自動添加逸出反斜線字元，對特殊字符進行轉義
利用此特性可以簡化大量需要逸出反斜線的字串
str(the " \ " mean escaped character.)
// "the \" \\ \" mean escaped character."
另外還有常見的檔案路徑，如果我要輸入 D:\User\Documents\C_Test.txt 作為檔案路徑
正常："D:\\User\\Documents\\C_Test.txt"
宏： str(D:\User\Documents\C_Test.txt)
可以不用考慮要不要加 \ ，也可以打少一些字元
▌## Token 粘貼運算子 (Token-pasting operator)
把兩個 Token 合併為一個
#define merge(a, b) a##b
merge(4, 2) // 42
意義何在？因為識別字 (identifier) 是以空格等等作為分隔
以下的結果，顯然不是我們想要的
#define merge2(a, b) ab
#define merge3(a, b) a b
merge2(4, 2) // ab
merge3(4, 2) // 4 2
## 前後的空格可有可無
#define merge4(a, b) a ## b
merge4(4, 2) // 42
生成的 Token 可用於進一步的宏替換
#define another_marco 42
merge(another, _marco) // [1]
another ## _marco // [2]
another_marco // [3] 處理 ## 完成，準備重掃描
42 // [4] 重掃描完成
▌# 和 ## 阻止另一個宏的展開
在使用了 # 或 ## 的宏中，其作用的宏參數是另一個宏，這將會阻止另一個宏的展開
#define another_marco 42
#define str(x) #x
#define merge(a, b) a##b
str(another_marco) // "another_marco"
merge(another_marco, _meow) // another_marco_meow
把另一個宏作爲參數時，# 和 ## 不會把它展開
#define another_marco 42
#define merge5(a, b) a a ## b
merge5(another_marco, _meow)
another_marco another_marco ## _meow
another_marco another_marco_meow
42 another_marco_meow
不是它作用的宏參數不會受影響
▌預先定義的宏 (Predefined macros)
__FILE__ 以字符串常量展開為當前輸入文件的名稱，這是預處理器打開文件的路徑
__LINE__ 以十進制整數常量展開為當前行號
__DATE__ 當前源文件的編譯日期，格式是 Mmm dd yyyy 的恆長字符串常量
__TIME__ 預處理翻譯單元的翻譯時間，格式為 hh:mm:ss 的字符串常量
__STDC__ 以十進制整數常量展開，若 1 ，表示編譯器遵循 ISO C 標準，否則，它將變為 0
__STDC_VERSION__ 擴展為C Standard的版本號，其形式為一個長整數常量，若支援 C99，數值為 199901L ， 若支援 C11，數值為 201112L 。若支援 C17，數值為 201710L
__func__ 函式名稱，展開為字符串常量
還有很多其他的宏，可參考 Predefined macros | Microsoft Docs 和 Predefined Macros (The C Preprocessor)
__LINE__ 和 __FILE__ 常用於錯誤訊息，__func__ 也是，不過 C99 才支援
還有一些很實用編譯器擴展，但 C 標準沒有支持，例如 __COUNT__ ，從零開始，每次調用數值加一
▌總結
# 字符串化運算子 (Stringizing operator)
- 展開時在參數兩端加入
"，使其字串化 #和參數之間的空白可有可無- 前後的空白會被忽略
- 中間的空白會被壓縮為一個
- 註解會被忽略並變為一個空白
- 會自動添加逸出反斜線字元，對特殊字符進行轉義
## Token 粘貼運算子 (Token-pasting operator)
- 把兩個 Token 合併為一個
##前後的空格可有可無- 生成的 Token 可用於進一步的宏替換
在使用了 # 或 ## 的宏中，其作用的宏參數是另一個宏，將會阻止另一個宏展開
