避免这7个误区，才能让【宏】削铁如泥

语法错误

当使用参数调用宏时，会将参数替换为宏主体，并与其他输入文件一起检查结果，以进行更多的宏调用,可以将部分来自宏主体和部分自变量的宏调用组合在一起。例如，

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

//x=1
 → twice(1)
 → (2*(1))

宏定义不必带有括号，通过在宏主体中编写不平衡的开放括号，可以创建一个从宏主体内部开始但在宏主体外部结束的宏调用。例如，

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

组合宏调用的功能可能会很有用，但是在宏主体中使用不平衡的开放括号只会造成混淆，应该避免。

运算符优先级问题

在大多数宏定义示例中，每次出现的宏参数名称都带有括号，并且另一对括号通常会包围整个宏定义，这是编写宏最好的方式。举个例子

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

假定其用法如下：

a = ceil_div（b＆c，sizeof（int））;

拓展开是

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

这没有达到我们的预期，C的运算符优先级规则使其等效于此，而我们想要的是：

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

如果我们将宏定义为

＃define ceil_div（x，y）（（x）+（y）-1）/（y）

可能导致另一种情况，sizeof ceil_div（1，2）是一个C表达式，可以计算ceil_div（1，2）类型的大小，它扩展为：

sizeof（（1）+（2）-1）/（2）

这将采用整数的大小并将其除以2，而除法包含在内部的sizeof之外。所以整个宏定义的括号可防止此类问题。那么，下面是定义ceil_div的正确方法如下

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

吞噬分号

通常需要定义一个扩展为复合语句的宏。例如，考虑以下宏，该宏跨空格字符前进一个指针（参数p表示在何处查找）：

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

该宏定义必须是单个逻辑行，严格来说，该调用扩展为复合语句，这是一个完整的语句，不需要用分号结束。

但是，由于它看起来像函数调用，因此，如果可以像使用函数调用一样使用它，则可以最大程度地减少混乱，然后再写一个分号，就像在SKIP_SPACES（p，lim）中一样。

这可能会在else语句之前出问题，因为分号实际上是空语句。假设你写

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

在if条件和else条件之间存在两个语句（复合语句和null语句）使C代码无效。

怎么解决？我们可以使用do…while语句更改宏SKIP_SPACES的定义以解决此问题。方法如下：

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

SKIP_SPACES (p, lim);扩展为

do {…} while (0);

这是一个陈述，循环仅执行一次，而且大多数编译器不会为此生成任何额外的代码。

重复调用

我们常见的“最小”定义一个宏min，如下所示：

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

当将此宏与包含副作用的参数一起使用时，如此处所示，

next = min（x + y，foo（z））;

它扩展如下：

next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));

其中x + y替换了X，而foo（z）替换了Y。

函数foo出现在程序中的语句中仅使用一次，但是表达式foo（z）已两次替换到宏扩展中。结果，执行该语句时可能会两次调用foo，所以min是一个不安全的宏。

解决此问题的最佳方法是以仅计算一次foo（z）值的方式定义min。C语言没有提供执行此操作的标准方法，但是可以使用GNU扩展来完成此操作，如下所示：

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

“（{{…}）”符号产生一个复合表达式，它的值是其最后一条语句的值。

如果不使用GNU C扩展，唯一的解决方案是在使用宏min时要小心。例如计算foo（z）的值时，将其保存在变量中，然后在min中使用该变量：

//假设foo返回int类型
#define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
…
{
  int tem = foo (z);
  next = min (x + y, tem);
}

自引用宏

自引用宏是其名称出现在其定义中的宏。我们知道所有宏定义都将被重新扫描以查找更多要替换的宏，如果自引用被认为是宏的使用，它将产生无限大的扩展。

为防止这种情况，自引用不被视为宏调用。它原样传递到预处理器输出中。举个例子

#define foo (4 + foo)

按照普通规则，其宏定义分析如下

1. 对foo的每个引用都将扩展为（4 + foo）;

2. 然后将对其进行重新扫描，并将其扩展为（4 +（4 + foo））;

3. 以此类推，直到计算机内存耗尽。

自引用规则将这一过程缩短了一步，即（4 + foo），因此此宏定义可能会导致程序在引用foo的任何地方将foo的值加4。

阅读程序的人看到foo是变量，就难以记得它也是宏，真的会坑爹的。它的一种常见有用用法是创建一个可扩展为其自身的宏。如果你写

#define EPERM EPERM

然后宏EPERM扩展为EPERM。实际上，每当在运行文本中使用预处理器时，预处理器都会将其单独保留。

如果宏x扩展为使用宏y，而y的扩展引用了宏x，则这是x的间接自引用。在这种情况下，x也不展开，举个例子

#define x (4 + y)
#define y (2 * x)

然后x和y扩展如下：

x→（4 + y）
     →（4 +（2 * x））

y→（2 * x）
     →（2 *（4 + y））

当每个宏出现在另一个宏的定义中时，它们将被展开，但是当它间接出现在其自己的定义中时，则不会被展开。

参数预扫描处理

宏参数在被替换为宏主体之前必须经过完全宏扩展，替换后，将再次扫描整个宏主体，包括替换的参数，以查找要扩展的宏。

如果参数包含任何宏调用，则它们将在第一次扫描时扩展，那么结果不包含任何宏调用，因此第二次扫描不会更改它。

如果按照给定的方式替换了参数，并且没有进行预扫描，则剩余的单个扫描将找到相同的宏调用并产生相同的结果。

预扫描处理在以下三种特殊情况下有大的作用。

对宏的嵌套调用

当宏的参数包含对该宏的调用时，就会发生对宏的嵌套调用，举个例子。

如果f是期望一个参数的宏，则f（f（1））是对f的嵌套调用对。通过扩展f（1）并将其代入f的定义来进行所需的扩展。预扫描会导致发生预期的结果。

如果没有预扫描，f（1）本身将被替换为参数，并且f的内部使用将在主扫描期间作为间接自引用出现，并且不会扩展。

调用其他可进行字符串化或连接的宏的宏

如果参数是字符串化或串联的，则不会进行预扫描。

如果要扩展宏，然后对其扩展进行字符串化或串联，则可以通过使一个宏调用进行该字符串化或串联的另一宏来实现。举个例子

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

然后AFTERX（BUFSIZE）扩展为X_BUFSIZE，而XAFTERX（BUFSIZE）扩展为X_1024而不是X_TABLESIZE，预扫描始终会进行完整的扩展。

参数中使用的宏，其扩展名包含未屏蔽的逗号。

这可能导致使用错误数量的参数调用在第二次扫描时扩展的宏。举个例子

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

我们预期的结果是bar（foo）变成（1 +（foo）），然后变成（1 +（a，b））。

然而bar（foo）扩展为loss（a，b）会出错，因为Los需要一个参数。在这种情况下，该问题可以通过使用相同的括号轻松解决，该括号应用于防止算术运算的错误嵌套：

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

多余的一对括号可防止foo定义中的逗号被解释为参数分隔符。

参数中的换行符

类似函数的宏的调用可以扩展到许多逻辑行，但是在本实施方式中，整个扩展是一行完成的。

因此，由编译器或调试器发出的行号是指调用在其上开始的行，这可能与包含导致问题的参数的行不同，例如：

#define ignore_second_arg(a,b,c) a; c

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

由Syntax error on tokens触发的语法错误会导致错误消息引用第三行（ignore_second_arg行），即使有问题的代码来自第五行。