【說在前面的話】
【"##"的“表”用法】
實際中,我們可以這樣使用:
def_u32_array(sample_buffer, 64)
宏展開的效果是:
uint32_t array_sample_buffer[64];
可以看到,"array__"與形參“__name”是沒有天然分割的,因此要想將"array_"與"__name"所代表的內容(而不是__name本身)粘連在一起,就需要“##”運算的幫助。另一方面,"__name"與"["是具有天然分隔的——編譯器不會認為"__name"與"["是連接在一起的,因此這里并不需要畫蛇添足的使用"##"運算——如果你這么做了,預編譯器會毫不猶豫的告訴你語法錯誤。——這是"##"運算的普通用法,在過去轉載的文章《C語言#和##連接符在項目中的應用(漂亮)》中也有詳細介紹,這里就不再贅述。
【"##"的官方“里”用法】
{ \
uint32_t int_flag = __disable_irq(); \
__VA_ARGS__ \
__set_PRIMASK(int_flag); \
}
這里定義了一個宏"safe_atom_code()",在括號內,無論你填寫任何內容,都會被無條件的放置到“__VA_ARGS__”所在的位置,你可以認為括號里的“...”實際上就是對應"__VA_ARGS__"。比如,我們可以寫下這樣的代碼:
/**
\fn void wr_dat (uint16_t dat)
\brief Write data to the LCD controller
\param[in] dat Data to write
*/
static __inline void wr_dat (uint_fast16_t dat)
{
safe_atom_code(
LCD_CS(0);
GLCD_PORT->DAT = (dat >> 8); /* Write D8..D15 */
GLCD_PORT->DAT = (dat & 0xFF); /* Write D0..D7 */
LCD_CS(1);
)
}
這個代碼確保在向寄存器GCLD_PORT->DAT寫入數據時不會被其它中斷打斷。
{ \
uint32_t int_flag = __disable_irq(); \
__CODE \
__set_PRIMASK(int_flag); \
}
你不僅提出了問題,甚至還實際測試了下,似乎完全等效,“根本沒差別嘛!”——你驚呼道。然而,事實上并沒有那么簡單:
參數宏是通過“,”來作為分隔符來計算用戶實際產傳入了幾個參數的,或者換句話說,在使用參數宏的時候,預編譯器是看不懂C語法的——在它眼中,除了它所認識的少數符號外,其它東西都是無意義的字符串——由于在處理括號內部的內容時,它只認識","和"...",因此當括號中的內容每增加一個",",與編譯器就認為多了一個參數。
當你使用參數宏的時候,傳入參數的個數(已“,”分開)必須與定義參數宏時候形參的數量完全一致;當不一致的時候,預編譯器可能不會報錯,而是直接無視了你的參數宏——把它傳遞到編譯的下一階段,因而往往會被認作是一個函數——事實上這個函數是不存在的,因此在鏈接階段會報告某某函數未定義的錯誤。這時候你就會納悶了,為啥我明明定義的是一個宏,編譯器卻把它當作函數呢?
可變參數宏的引入就解決了這個問題:
"..."只能放在參數宏形參列表的最后;
當用戶的參數個數超過了規定的參數個數時,所有多出來的內容會一股腦的由“__VA_ARGS__”所背負;
當用戶的參數個數正好等于形參的個數時,"__VA_ARGS__"就等效于一個空字符串
回頭再來看前面的問題,
與
的差別在于,前者括號里可以放包括","在內的幾乎任意內容;而后者則完全不能容忍逗號的存在——比如你調用了一個函數,函數的參數要用到都好隔開吧?再比如,你用到了逗號表達式……——想想都很酸爽。
因此,使用的時候,我們可以這樣寫:
log_info("------------------------------------\r\n");
log_info(" Cycle Count : %d", total_cycle_cnt);
宏展開后實際上對應于:
printf("------------------------------------\r\n",);
printf(" Cycle Count : %d", total_cycle_cnt);
看似沒有問題,注意到一個細節沒有?在第一個printf()的最后多了一個","。雖然有些編譯器,例如GCC并不會計較(也許就是一個warning),但對于廣大潔癖嚴重的處女座程序員來說,這怎么能忍,于是在ANSI-C99標準引入可變參數宏的時候,又貼心了加了一個不那么起眼的語法:當下面的組合出現時 ",##__VA_ARGS__",如果__VA_ARGS__是一個空字符串,則前面的","會一并被刪除掉。因此,上面的宏可以改寫為:
printf(__STRING,##__VA_ARGS__) define log_info(__STRING, ...)
此時,前面的代碼會被展開為:
printf("------------------------------------\r\n");
printf(" Cycle Count : %d", total_cycle_cnt);
處女座表示,這次可以安心睡覺了。
【正文:"##"的騷操作】
當我們使用參數宏的時候在括號里不填寫任何內容,最終會展開為僅有默認值的情況:
EXAMPLE();
被展開為:
( 默認值 )
當我們提供了任意的有效值時,則會被展開成逗號表達式:
EXAMPLE(我們提供的值);
被展開為:
( 默認值, 我們提供的值 )
這個技巧其實對API的封裝特別有效:它允許我們簡化函數API的使用,比如在用戶忽略的情況下,自動給函數填充某些默認值,而在用戶主動提供參數的情況下,替代那些默認值。這里我舉兩個現實中的例子:
為函數提供默認的參數
假設我們有一個初始化函數,初始化函數允許用戶通過結構體來配置一些參數:
typedef struct xxxx_cfg_t {
...
} xxxx_cfg_t;
int xxxx_init(xxxx_cfg_t *cfg_ptr);
為了簡化用戶的配置過程,初始化函數會檢查指針cfg_ptr是否為NULL,如果為NULL則自動使用默認配置,反之將使用用戶定義的配置。此時,我們可以通過宏來提供默認值NULL:
為消息處理提供默認的掩碼配置
有些消息處理函數可以批量的處理某一類消息,而具體選中了哪些消息類別,則通常由二進制掩碼來表示,例如:
typedef struct msg_t msg_t;
struct {
uint16_t msg;
uint16_t mask;
int (*handler)(msg_t *msg_ptr);
} msg_t;
const msg_t __name[] = {__VA_ARGS__};
{ \
.msg = (__msg), \
.handler = &(__handler), \
.msk = (0xFFFF,
}
/*! \note 高字節表示操作的類別:
比如0x00表示控制類,0x01表示WRITE,0x02表示READ
*/
enum {
SIGN_UP = 0x0001,
WRITE_MEM = 0x0100,
WRITE_SRAM = 0x0101,
WRITE_FLASH = 0x0102,
WRITE_EEPROM = 0x0103,
READ_MEM = 0x0200,
READ_SRAM = 0x0201,
READ_FLASH = 0x0202,
READ_EEPROM = 0x0203,
};
extern int iap_sign_up_handler(msg_t *msg_ptr);
extern int iap_write_mem(msg_t *msg_ptr);
extern int iap_read_mem(msg_t *msg_ptr);
def_msg_map( iap_message_map
/* 嚴格的將 SIGN_UP 映射到 對應的處理函數中 */
add_msg( SIGN_UP, iap_sign_up_handler ),
/* 批量處理所有的WRITE操作,使用掩碼進行過濾*/
add_msg( WRITE_MEM, iap_write_mem, 0xFF00 ),
/* 批量處理所有的READ操作,使用掩碼進行過濾 */
add_msg( READ_MEM, iap_read_mem, 0xFF00 ),
)
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