我想知道 C 预处理器如何处理循环依赖(#defines)。这是我的程序:
#define ONE TWO
#define TWO THREE
#define THREE ONE
int main()
{
int ONE, TWO, THREE;
ONE = 1;
TWO = 2;
THREE = 3;
printf ("ONE, TWO, THREE = %d, %d, %d \n",ONE, TWO, THREE);
}
这是预处理器的输出。我无法弄清楚为什么输出是这样的。我想知道预处理器在这种情况下采取的各种步骤以提供以下输出。
# 1 "check_macro.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "check_macro.c"
int main()
{
int ONE, TWO, THREE;
ONE = 1;
TWO = 2;
THREE = 3;
printf ("ONE, TWO, THREE = %d, %d, %d \n",ONE, TWO, THREE);
}
我在 linux 3.2.0-49-generic-pae 上运行这个程序并在 gcc 版本 4.6.3 (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5) 中编译。
在扩展预处理器宏时,不会扩展该宏的名称。因此,您的所有三个符号都被定义为它们自己:
ONE -> TWO -> THREE -> ONE (not expanded because expansion of ONE is in progress)
TWO -> THREE -> ONE -> TWO ( " TWO " )
THREE -> ONE -> TWO -> THREE ( " THREE " )
此行为由 C 标准的 §6.10.3.4 设置(C11 草案中的节号,尽管据我所知,该节的措辞和编号自 C89 以来没有变化)。当遇到宏名称时,将其替换为其定义(并处理 #
和 ##
预处理器运算符,以及类似函数的宏的参数)。然后重新扫描结果以获取更多宏(在文件其余部分的上下文中):
2/ 如果在替换列表的扫描过程中找到被替换的宏的名称(不包括源文件的其余预处理标记),则不会替换它。此外,如果任何嵌套替换遇到被替换的宏的名称,它不会被替换……
该子句继续说,由于递归调用而未被替换的任何标记都被有效地“冻结”:它永远不会被替换:
…这些未替换的宏名称预处理标记不再可用于进一步替换,即使它们稍后(重新)在宏名称预处理标记将被替换的上下文中进行检查。
最后一句所指的情况在实践中很少出现,但这是我能想到的最简单的情况:
#define two one,two
#define a(x) b(x)
#define b(x,y) x,y
a(two)
结果是 one, two
。 two
在替换 a
的过程中扩展为 one,two
,扩展后的 two
被标记为完全扩展。随后,b(one,two)
被展开。这不再是在替换 two
的上下文中,而是 b
的第二个参数 two
已被冻结,因此不再展开。
出版物 ISO/IEC 9899:TC2 第 6.10.3.4 节“重新扫描和进一步替换”第 2 段回答了您的问题,为方便起见,我在此引用;以后,如果您对规范有任何疑问,请考虑阅读规范。
如果在替换列表的扫描过程中找到被替换的宏的名称(不包括源文件的其余预处理标记),则不会替换它。此外,如果任何嵌套替换遇到被替换的宏的名称,它不会被替换。这些未替换的宏名称预处理标记不再可用于进一步替换,即使它们稍后在该宏名称预处理标记将被替换的上下文中进行(重新)检查。
https://gcc.gnu.org/onlinedocs/cpp/Self-Referential-Macros.html#Self-Referential-Macros 回答了关于自引用宏的问题。
答案的关键是,当预处理器找到自引用宏时,它根本不会扩展它们。
我怀疑,相同的逻辑用于防止循环定义的宏的扩展。否则,预处理器将处于无限扩展中。
在您的示例中,您在定义同名变量之前进行宏处理,因此无论宏处理的结果是什么,您总是打印 1, 2, 3
!
这是首先定义变量的示例:
#include <stdio.h>
int main()
{
int A = 1, B = 2, C = 3;
#define A B
#define B C
//#define C A
printf("%d\n", A);
printf("%d\n", B);
printf("%d\n", C);
}
这将打印 3 3 3
。有点阴险的是,取消注释 #define C A
会改变行 printf("%d\n", B);
的行为
这是 rici's 和 Eric Lippert's 答案中描述的行为的一个很好的演示,即如果宏名称在已经扩展同一个宏时再次遇到,则不会重新扩展。
test.c
的内容:
#define ONE 1, TWO
#define TWO 2, THREE
#define THREE 3, ONE
int foo[] = {
ONE,
TWO,
THREE
};
gcc -E test.c
的输出(不包括初始 # 1 ...
行):
int foo[] = {
1, 2, 3, ONE,
2, 3, 1, TWO,
3, 1, 2, THREE
};
(我会将此作为评论发布,但在评论中包含大量代码块有点尴尬,因此我将其作为社区 Wiki 答案。如果您觉得将其作为现有答案的一部分会更好,请随意复制它并要求我删除这个CW版本。)