語法錯誤

當(dāng)使用參數(shù)調(diào)用宏時，會將參數(shù)替換為宏主體，并與其他輸入文件一起檢查結(jié)果，以進(jìn)行更多的宏調(diào)用,可以將部分來自宏主體和部分自變量的宏調(diào)用組合在一起。例如，

#define?twice(x)?(2*(x))
#define?call_with_1(x)?x(1)
call_with_1?(twice)

//x=1
?→?twice(1)
?→?(2*(1))

宏定義不必帶有括號，通過在宏主體中編寫不平衡的開放括號，可以創(chuàng)建一個從宏主體內(nèi)部開始但在宏主體外部結(jié)束的宏調(diào)用。例如，

#define?strange(file)?fprintf?(file,?"%s?%d",
…
strange(stderr)?p,?35)
?????→?fprintf?(stderr,?"%s?%d",?p,?35)

組合宏調(diào)用的功能可能會很有用，但是在宏主體中使用不平衡的開放括號只會造成混淆，應(yīng)該避免。

運(yùn)算符優(yōu)先級問題

在大多數(shù)宏定義示例中，每次出現(xiàn)的宏參數(shù)名稱都帶有括號，并且另一對括號通常會包圍整個宏定義，這是編寫宏最好的方式。舉個例子

#define?ceil_div(x,?y)?(x?+?y?-?1)?/?y

假定其用法如下：

a?=?ceil_div（b＆c，sizeof（int））;

拓展開是

a?=（b＆c?+?sizeof（int）-1）/?sizeof（int）;

這沒有達(dá)到我們的預(yù)期，C的運(yùn)算符優(yōu)先級規(guī)則使其等效于此，而我們想要的是：

a?=（（（b＆c）+?sizeof（int）-1））/?sizeof（int）;

如果我們將宏定義為

＃define?ceil_div（x，y）（（x）+（y）-1）/（y）

可能導(dǎo)致另一種情況，sizeof ceil_div（1，2）是一個C表達(dá)式，可以計算ceil_div（1，2）類型的大小，它擴(kuò)展為：

sizeof（（1）+（2）-1）/（2）

這將采用整數(shù)的大小并將其除以2，而除法包含在內(nèi)部的sizeof之外。所以整個宏定義的括號可防止此類問題。那么，下面是定義ceil_div的正確方法如下

＃define?ceil_div（x，y）（（（（x）+（y）-1）/（y））

吞噬分號

通常需要定義一個擴(kuò)展為復(fù)合語句的宏。例如，考慮以下宏，該宏跨空格字符前進(jìn)一個指針（參數(shù)p表示在何處查找）：

#define?SKIP_SPACES(p,?limit)??\
{?char?*lim?=?(limit);?????????\
??while?(p?????if?(*p++?!=?'?')?{?????????\
??????p--;?break;?}}}

該宏定義必須是單個邏輯行，嚴(yán)格來說，該調(diào)用擴(kuò)展為復(fù)合語句，這是一個完整的語句，不需要用分號結(jié)束。

但是，由于它看起來像函數(shù)調(diào)用，因此，如果可以像使用函數(shù)調(diào)用一樣使用它，則可以最大程度地減少混亂，然后再寫一個分號，就像在SKIP_SPACES（p，lim）中一樣。

這可能會在else語句之前出問題，因?yàn)榉痔枌?shí)際上是空語句。假設(shè)你寫

if?(*p?!=?0)
??SKIP_SPACES?(p,?lim);
else?…

在if條件和else條件之間存在兩個語句（復(fù)合語句和null語句）使C代碼無效。

怎么解決？我們可以使用do…while語句更改宏SKIP_SPACES的定義以解決此問題。方法如下：

#define?SKIP_SPACES(p,?limit)?????\
do?{?char?*lim?=?(limit);?????????\
?????while?(p????????if?(*p++?!=?'?')?{?????????\
?????????p--;?break;?}}}??????????\
while?(0)

SKIP_SPACES (p, lim);擴(kuò)展為

do?{…}?while?(0);

這是一個陳述，循環(huán)僅執(zhí)行一次，而且大多數(shù)編譯器不會為此生成任何額外的代碼。

重復(fù)調(diào)用

我們常見的“最小”定義一個宏min，如下所示：

#define?min(X,?Y)??((X)?

當(dāng)將此宏與包含副作用的參數(shù)一起使用時，如此處所示，

next?=?min（x?+?y，foo（z））;

它擴(kuò)展如下：

next?=?((x?+?y)?

其中x + y替換了X，而foo（z）替換了Y。

函數(shù)foo出現(xiàn)在程序中的語句中僅使用一次，但是表達(dá)式foo（z）已兩次替換到宏擴(kuò)展中。結(jié)果，執(zhí)行該語句時可能會兩次調(diào)用foo，所以min是一個不安全的宏。

解決此問題的最佳方法是以僅計算一次foo（z）值的方式定義min。C語言沒有提供執(zhí)行此操作的標(biāo)準(zhǔn)方法，但是可以使用GNU擴(kuò)展來完成此操作，如下所示：

#define?min(X,?Y)????????????????\
({?typeof?(X)?x_?=?(X);??????????\
???typeof?(Y)?y_?=?(Y);??????????\
???(x_?

“（{{…}）”符號產(chǎn)生一個復(fù)合表達(dá)式，它的值是其最后一條語句的值。

如果不使用GNU C擴(kuò)展，唯一的解決方案是在使用宏min時要小心。例如計算foo（z）的值時，將其保存在變量中，然后在min中使用該變量：

//假設(shè)foo返回int類型
#define?min(X,?Y)??((X)?
…
{
??int?tem?=?foo?(z);
??next?=?min?(x?+?y,?tem);
}

自引用宏

自引用宏是其名稱出現(xiàn)在其定義中的宏。我們知道所有宏定義都將被重新掃描以查找更多要替換的宏，如果自引用被認(rèn)為是宏的使用，它將產(chǎn)生無限大的擴(kuò)展。

為防止這種情況，自引用不被視為宏調(diào)用。它原樣傳遞到預(yù)處理器輸出中。舉個例子

#define?foo?(4?+?foo)

按照普通規(guī)則，其宏定義分析如下

1. 對foo的每個引用都將擴(kuò)展為（4 + foo）;

2. 然后將對其進(jìn)行重新掃描，并將其擴(kuò)展為（4 +（4 + foo））;

3. 以此類推，直到計算機(jī)內(nèi)存耗盡。

自引用規(guī)則將這一過程縮短了一步，即（4 + foo），因此此宏定義可能會導(dǎo)致程序在引用foo的任何地方將foo的值加4。

閱讀程序的人看到foo是變量，就難以記得它也是宏，真的會坑爹的。它的一種常見有用用法是創(chuàng)建一個可擴(kuò)展為其自身的宏。如果你寫

#define?EPERM?EPERM

然后宏EPERM擴(kuò)展為EPERM。實(shí)際上，每當(dāng)在運(yùn)行文本中使用預(yù)處理器時，預(yù)處理器都會將其單獨(dú)保留。

如果宏x擴(kuò)展為使用宏y，而y的擴(kuò)展引用了宏x，則這是x的間接自引用。在這種情況下，x也不展開，舉個例子

#define?x?(4?+?y)
#define?y?(2?*?x)

然后x和y擴(kuò)展如下：

x→（4?+?y）
?????→（4?+（2?*?x））

y→（2?*?x）
?????→（2?*（4?+?y））

當(dāng)每個宏出現(xiàn)在另一個宏的定義中時，它們將被展開，但是當(dāng)它間接出現(xiàn)在其自己的定義中時，則不會被展開。

參數(shù)預(yù)掃描處理

宏參數(shù)在被替換為宏主體之前必須經(jīng)過完全宏擴(kuò)展，替換后，將再次掃描整個宏主體，包括替換的參數(shù)，以查找要擴(kuò)展的宏。

如果參數(shù)包含任何宏調(diào)用，則它們將在第一次掃描時擴(kuò)展，那么結(jié)果不包含任何宏調(diào)用，因此第二次掃描不會更改它。

如果按照給定的方式替換了參數(shù)，并且沒有進(jìn)行預(yù)掃描，則剩余的單個掃描將找到相同的宏調(diào)用并產(chǎn)生相同的結(jié)果。

預(yù)掃描處理在以下三種特殊情況下有大的作用。

對宏的嵌套調(diào)用

當(dāng)宏的參數(shù)包含對該宏的調(diào)用時，就會發(fā)生對宏的嵌套調(diào)用，舉個例子。

如果f是期望一個參數(shù)的宏，則f（f（1））是對f的嵌套調(diào)用對。通過擴(kuò)展f（1）并將其代入f的定義來進(jìn)行所需的擴(kuò)展。預(yù)掃描會導(dǎo)致發(fā)生預(yù)期的結(jié)果。

如果沒有預(yù)掃描，f（1）本身將被替換為參數(shù)，并且f的內(nèi)部使用將在主掃描期間作為間接自引用出現(xiàn)，并且不會擴(kuò)展。

調(diào)用其他可進(jìn)行字符串化或連接的宏的宏

如果參數(shù)是字符串化或串聯(lián)的，則不會進(jìn)行預(yù)掃描。

如果要擴(kuò)展宏，然后對其擴(kuò)展進(jìn)行字符串化或串聯(lián)，則可以通過使一個宏調(diào)用進(jìn)行該字符串化或串聯(lián)的另一宏來實(shí)現(xiàn)。舉個例子

#define?AFTERX(x)?X_?##?x
#define?XAFTERX(x)?AFTERX(x)
#define?TABLESIZE?1024
#define?BUFSIZE?TABLESIZE

然后AFTERX（BUFSIZE）擴(kuò)展為X_BUFSIZE，而XAFTERX（BUFSIZE）擴(kuò)展為X_1024而不是X_TABLESIZE，預(yù)掃描始終會進(jìn)行完整的擴(kuò)展。

參數(shù)中使用的宏，其擴(kuò)展名包含未屏蔽的逗號。

這可能導(dǎo)致使用錯誤數(shù)量的參數(shù)調(diào)用在第二次掃描時擴(kuò)展的宏。舉個例子

#define?foo??a,b
#define?bar(x)?lose(x)
#define?lose(x)?(1?+?(x))

我們預(yù)期的結(jié)果是bar（foo）變成（1 +（foo）），然后變成（1 +（a，b））。

然而bar（foo）擴(kuò)展為loss（a，b）會出錯，因?yàn)長os需要一個參數(shù)。在這種情況下，該問題可以通過使用相同的括號輕松解決，該括號應(yīng)用于防止算術(shù)運(yùn)算的錯誤嵌套：

#define?foo?(a,b)
or
#define?bar(x)?lose((x))

多余的一對括號可防止foo定義中的逗號被解釋為參數(shù)分隔符。

參數(shù)中的換行符

類似函數(shù)的宏的調(diào)用可以擴(kuò)展到許多邏輯行，但是在本實(shí)施方式中，整個擴(kuò)展是一行完成的。

因此，由編譯器或調(diào)試器發(fā)出的行號是指調(diào)用在其上開始的行，這可能與包含導(dǎo)致問題的參數(shù)的行不同，例如：

#define?ignore_second_arg(a,b,c)?a;?c

ignore_second_arg?(foo?(),
???????????????????ignored?(),
???????????????????syntax?error);

由Syntax error on tokens觸發(fā)的語法錯誤會導(dǎo)致錯誤消息引用第三行（ignore_second_arg行），即使有問題的代碼來自第五行。