【說在前面的話】
【被低估的價值】
for ( init_clause ; cond_expression ; iteration_expression )loop_statement
for 循環中的 cond_expression 和 interation_expression 都必須是表達式，而不能是直接的語句。
for 循環中第一個部分 init_clause 一開始是用來放置給變量賦值的表達式；但從ANSI-C99開始，init_clause 可以被用來建立局部變量；而局部變量的生命周期覆蓋且僅覆蓋整個for循環——這一點非常有利用價值，也是大家容易忽略的地方。
int i = 0;...for (i = 0; i < 100; i++) {...}
int i = 0, j,k;...for (i = 0, j = 100, k = 1; i < 100; i++) {...}
for (int i = 0, j = 100, k = 1; i < 100; i++) {...}
for (int i = 0, short j = 100; i < 100; i++) {...}
for (int i = 0, *p = NULL; i < 100; i++) {...}
另外一個值得注意的是 for 的執行順序，它可以用下面的流程圖來表示：
圖中灰色的部分為原本實際的執行流程，而純黑色的線條以及最下方的虛線箭頭則為等效的運行流程。與do {} while(0) 相比，在我們眼中 for 循環的幾個關鍵部分就有了新的意義：
在執行用戶代碼之前（灰色部分），有能力進行一定的“準備工作”（Before部分）；
在執行用戶代碼之后，有能力執行一定的“收尾工作”（After部分）
在init_clause階段有能力定義一個“僅僅只覆蓋” for 循環的，并且只對 User Code可見的局部變量——換句話說，這些局部變量是不會污染 for 循環以外的地方的。
【構造using結構】
using (StreamReader tReader = File.OpenText(m_InputTextFilePath)){while (!tReader.EndOfStream){...}}
以上述代碼為例進行講解：
在 using 圓括號內定義的變量，其生命周期僅覆蓋 using 緊隨其后的花括號內部；
當用于代碼離開 using 結構的時候，using 會自動執行一個“掃尾工作”，而這個掃尾工作是對應的類事先定義好的。在上述例子中，所謂的掃尾工作就是關閉 與 類StreamReader的實例tReader 所關聯的文件——簡單說就是using會自動把文件關閉，而不必用戶親自動手。
for (int i = 1; i > 0; i++) {...}
以此為起點，對比我們的“藍圖”，發現至少有以下幾個問題：
如何實現 before和after的部分？
現在用的變量 i 固定是 int 類型的，如何允許用戶在 init_clause 定義自己的局部變量，并允許使用自己的類型？
問題一：如何實現 before 和 after 部分
//! 假設用戶要插入的內容我們都放在叫做 before 和after的函數里extern void before(void);extern void after(void);for (int i = 1; //!< init_clausei--?(before(),1):0; //!< cond_expressionafter()) //!< iteration_expression{...}
(i--) ? 1 : 0(i--) ?（before(), 1) //!< 使用逗哈表達式進行擴展: 0
由于逗號表達式只管 最右邊的結果，忽略所有左邊的返回值，因此，哪怕before()函數沒有實際返回值對C編譯器來說都是無所謂的。同理，由于我們在cond_expression部分已經完成了所有功能，因此 iteration_expression 就任由我們宰割了——編譯器原本就對此處表達式所產生的數值并不感興——我們直接放下 after() 函數即可。
#define using(__declare, __on_enter_expr, __on_leave_expr) \for (__declare, *_ptr = NULL; \_ptr++ == NULL ? \((__on_enter_expr),1) : 0; \__on_leave_expr \)
using(int a = 0,printf("========= On Enter =======\r\n"),printf("========= On Leave =======\r\n")){printf("\t In Body a=%d \r\n", ++a);}
這是對應的執行效果：
我們不妨將上述的宏進行展開，一個可能的結果是：
for (int a = 0, *_ptr = NULL;_ptr++ == NULL ? ((printf("========= On Enter =======\r\n")),1) : 0;printf("========= On Leave =======\r\n") ){printf("\t In Body a=%d \r\n", ++a);}
從 init_clause 的展開結果來看，完全符合要求：
int a = 0, *_ptr = NULL;#define using(__declare, __on_enter_expr, __on_leave_expr) \for (__declare, *CONNECT3(__using_, __LINE__,_ptr) = NULL; \CONNECT3(__using_, __LINE__,_ptr)++ == NULL ? \((__on_enter_expr),1) : 0; \__on_leave_expr \)
這里，實際上是使用了前面文章中介紹的宏 CONNECT3() 將 “__using_”，__LINE__所表示的當前行號，以及 "_ptr" 粘連在一起，形成一個唯一的局部變量名：
CONNECT3(__using_, __LINE__,_ptr)如果你對 CONNECT() 宏的來龍去脈感興趣，可以單擊這里。
#define __using1(__declare) \for (__declare, *CONNECT3(__using_, __LINE__,_ptr) = NULL; \CONNECT3(__using_, __LINE__,_ptr)++ == NULL; \)#define __using2(__declare, __on_leave_expr) \for (__declare, *CONNECT3(__using_, __LINE__,_ptr) = NULL; \CONNECT3(__using_, __LINE__,_ptr)++ == NULL; \__on_leave_expr \)#define __using3(__declare, __on_enter_expr, __on_leave_expr) \for (__declare, *CONNECT3(__using_, __LINE__,_ptr) = NULL; \CONNECT3(__using_, __LINE__,_ptr)++ == NULL ? \((__on_enter_expr),1) : 0; \__on_leave_expr \)#define __using4(__dcl1, __dcl2, __on_enter_expr, __on_leave_expr) \for (__dcl1, __dcl2, *CONNECT3(__using_, __LINE__,_ptr) = NULL; \CONNECT3(__using_, __LINE__,_ptr)++ == NULL ? \((__on_enter_expr),1) : 0; \__on_leave_expr \)
借助宏的重載技術，我們可以根據用戶輸入的參數數量自動選擇正確的版本：
#define using(...) \CONNECT2(__using, VA_NUM_ARGS(__VA_ARGS__))(__VA_ARGS__)
至此，我們完成了對 for 的改造，并提出了__using1, __using2, __using3 和 __using4 四個版本變體。那么問題來了，他們分別有什么用處呢？
【提供不阻礙調試的代碼封裝】
#define SAFE_ATOM_CODE(...) \{ \uint32_t CONNECT2(temp, __LINE__) = __disable_irq(); \__VA_ARGS__ \__set_PRIMASK((CONNECT2(temp, __LINE__))); \}
因此可以很容易的通過如下的代碼來保護關鍵的寄存器操作：
/**\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);)}
唯一的問題是，這樣的寫法，在調試時完全沒法在用戶代碼處添加斷點（編譯器會認為宏內所有的內容都寫在了同一行），這是大多數人不喜歡使用宏來封裝代碼結構的最大原因。借助 __using2，我們可以輕松的解決這個問題：
#define SAFE_ATOM_CODE() \__using2( uint32_t CONNECT2(temp,__LINE__) = __disable_irq(), \__set_PRIMASK(CONNECT2(temp,__LINE__)))
修改上述的代碼為：
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);}}
由于using的本質是 for 循環，因為我們可以通過花括號的形式來包裹用戶代碼，因此，可以很方便的在用戶代碼中添加斷點，單步執行。至于原子保護的功能，我們不妨將上述代碼進行宏展開：
static __inline void wr_dat (uint_fast16_t dat){for (uint32_t temp154 = __disable_irq(), *__using_154_ptr = NULL;__using_154_ptr++ == NULL ? ((temp154 = temp154),1) : 0;__set_PRIMASK(temp154) ){LCD_CS(0);GLCD_PORT->DAT = (dat >> 8);GLCD_PORT->DAT = (dat & 0xFF);LCD_CS(1);}}
通過觀察，容易發現，這里巧妙使用 init_clause 給 temp154 變量進行賦值——在關閉中斷的同時保存了此前的狀態；并在原本 after 的位置放置了 恢復中斷的語句 __set_PRIMASK(temp154)。
在OOPC中自動創建類，并使用 before 部分來執行構造函數；在 after 部分完成 類的析構。
在外設操作中，在 init_clause 部分定義指向外設的指針；在 before部分 Enable或者Open外設；在after部分Disable或者Close外設。
在RTOS中，在 before 部分嘗試進入臨界區；在 after 部分釋放臨界區
在文件操作中，在 init_clause 部分嘗試打開文件，并獲得句柄；在 after 部分自動 close 文件句柄。
在有MPU進行內存保護的場合，在 before 部分，重新配置MPU獲取目標地址的訪問權限；在 after部分再次配置MPU，關閉對目標地址范圍的訪問權限。
……
【構造with塊】
你鄰居的->朋友的->親戚家的->一個狗的->保姆的->手機WITH 你鄰居的->朋友的->親戚家的->一個狗的->保姆的->手機# 這里可以直接訪問手機的各項屬性，用 “.” 開頭就行. 手機殼顏色 = xxxxx. 貼膜 = 玻璃膜END WITH
不光是Visual Basic，我們使用C語言進行大規模的應用開發時，或多或少也會遇到同樣的情況，比如，配置 STM32 外設時，填寫外設配置結構體的時候，每一行都要重新寫一遍結構體變量的名字，也是在是很繁瑣：
static UART_HandleTypeDef s_UARTHandle = UART_HandleTypeDef();s_UARTHandle.Instance = USART2;s_UARTHandle.Init.BaudRate = 115200;s_UARTHandle.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;s_UARTHandle.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;s_UARTHandle.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;s_UARTHandle.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;s_UARTHandle.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
入股有了with塊的幫助，上述代碼可能就會變得更加清爽，比如：
static UART_HandleTypeDef s_UARTHandle = UART_HandleTypeDef();with(s_UARTHandle) {.Instance = USART2;.Init.BaudRate = 115200;.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;}
遺憾的是，如果要完全實現上述的結構，在C語言中是不可能的，但借助我們的 using() 結構，我們可以做到一定程度的模擬：
#define with(__type, __addr) using(__type *_p=(__addr))#define _ (*_p)
在這里，我們要至少提供目標對象的類型，以及目標對象的地址：
static UART_HandleTypeDef s_UARTHandle = UART_HandleTypeDef();with(UART_HandleTypeDef &s_UARTHandle) {_.Instance = USART2;_.Init.BaudRate = 115200;_.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;_.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;_.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;_.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;_.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;}
注意到，這里“_”實際上被用來替代 s_UARTHandle——雖然感覺有點不夠完美，但考慮到腳本語言 perl 有長期使用 "_" 表示本地對象的傳統，這樣一看，似乎"_" 就是一個對 "perl" 的完美致敬了。
【回歸本職 foreach】
typedef struct example_lv0_t {uint32_t wA;uint16_t hwB;uint8_t chC;uint8_t chID;} example_lv0_t;example_lv0_t s_tItem[8] = {{.chID = 0},{.chID = 1},{.chID = 2},{.chID = 3},{.chID = 4},{.chID = 5},{.chID = 6},{.chID = 7},};
我們希望實現一個函數，能通過 foreach 自動的訪問數組 s_tItem 的所有成員，比如：
foreach(example_lv0_t, s_tItem) {printf("Processing item with ID = %d\r\n", _.chID);}
跟With塊一樣，這里我們仍然“致敬” perl——使用 "_" 表示當前循環下的元素。在這個例子中，為了使用 foreach，我們需要提供至少兩個信息：目標數組元素的類型（example_lv0_t）和目標數組（s_tItem）。
#define dimof(__array) (sizeof(__array)/sizeof(__array[0]))#define foreach(__type, __array) \__using1(__type *_p = __array) \for ( uint_fast32_t CONNECT2(count,__LINE__) = dimof(__array); \CONNECT2(count,__LINE__) > 0; \_p++, CONNECT2(count,__LINE__)-- \)
上述的宏并不復雜，大家完全可以自己看懂，唯一需要強調的是，using() 的本質是一個for，因此__using1() 下方的for 實際上是位于由 __using1() 所提供的循環體內的，也就是說，這里的局部變量_p其作用域也覆蓋 下面的for 循環，這就是為什么我們可以借助：
#define _ (*_p)的巧妙代換，通過 “_” 來完成對指針“_p”的使用。為了方便大家理解，我們不妨將前面的例子代碼進行宏展開：
for (example_lv0_t *_p = s_tItem, *__using_177_ptr = NULL;__using_177_ptr++ == NULL ? ((_p = _p),1) : 0;)for ( uint_fast32_t count177 = (sizeof(s_tItem)/sizeof(s_tItem[0]));count177 > 0;_p = _p+1, count177-- ){printf("Processing item with ID = %d\r\n", (*_p).chID);}
其執行結果為：
#define foreach2(__type, __array) \using(__type *_p = __array) \for ( uint_fast32_t CONNECT2(count,__LINE__) = dimof(__array); \CONNECT2(count,__LINE__) > 0; \_p++, CONNECT2(count,__LINE__)-- \)#define foreach3(__type, __array, __item) \using(__type *_p = __array, *__item = _p, _p = _p, ) \for ( uint_fast32_t CONNECT2(count,__LINE__) = dimof(__array); \CONNECT2(count,__LINE__) > 0; \_p++, __item = _p, CONNECT2(count,__LINE__)-- \)
這里的 foreach3 提供了3個參數，其中最后一個參數就是用來由用戶“額外”指定新的指針的；與之相對，老版本的foreach我們稱之為 foreach2，因為它只需要兩個參數，只能使用"_"作為對象的指代。進一步的，我們可以使用宏的重載來簡化用戶的使用：
#define foreach(...) \CONNECT2(foreach, VA_NUM_ARGS(__VA_ARGS__))(__VA_ARGS__)
經過這樣的改造，我們可以用下面的方法來為我們的循環指定一個叫做"ptItem"的指針：
foreach(example_lv0_t, s_tItem, ptItem) {printf("Processing item with ID = %d\r\n", ptItem->chID);}
展開后的形式如下：
for (example_lv0_t *_p = s_tItem, ptItem = _p, *__using_177_ptr = NULL;__using_177_ptr++ == NULL ? ((_p = _p),1) : 0;)for ( uint_fast32_t count177 = (sizeof(s_tItem)/sizeof(s_tItem[0]));count177 > 0;_p = _p+1, ptItem = _p, count177-- ){printf("Processing item with ID = %d\r\n", ptItem->chID);}
代碼已經做了適當的展開和縮進，這里就不作進一步的分析了。
【后記】
宏不是奇技淫巧
宏可以封裝出其它高級語言所提供的“基礎設施”
設計良好的宏可以提升代碼的可讀性，而不是破壞它
設計良好的宏并不會影響調試
宏可以用來固化某些模板，避免每次都重新編寫復雜的語法結構，在這里，using() 模板的出現，避免了我們每次都重復通過原始的 for 語句來構造所需的語法結構，極大的避免了重復勞動，以及由重復勞動所帶來的出錯風險
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