利用宏方便地书写raw string literals

Posted 2020-08-29

以前一直没用过标准库的regex，今天写一个hlsl的解析工具的时候用了一下，发现用字符串字面值写regular expression的时候非常不方便，特别是每个“\”字符都要被识别为转义，只能写成“\\”。比如，一系列空白字符加一个数字要写成这样：

std::regex reg("\\s*\\d");

这样一来，稍微一复杂的regular expression就完全没法看了。理所当然地，可以用raw string literal来解决这个问题。C++11中raw string literal的写法是这样的：

R"delimiter(string)delimiter"

其中delimiter是用来标识字符串的边界的。比方说——

std::cout << R"__("minecraft")__"

输出的结果就是"minecraft"，注意输出的结果是有引号的。

用raw string literal的时候我就觉得，能不能把它搞得更直观一点，比如上面那个regular expression能不能写成

#define RAW_STR(str) something...
std::regex reg(RAW_STR(\s*\d));

于是我试着写了一个

#define RAW_STR(str, delimiter) R##"##delimiter##(##str##)##delimiter##"

结果发现##delimiter##(##str##)##delimiter##直接被两边的引号界定为了字符串字面值，str和delimiter作为宏参数根本没被展开出来。于是加了一层宏——

#define __ADD_QUOT(s) #s

专门用来添加引号。这时候又想起在有##或#的时候宏参数不会被展开，所以加了个中间层来展开参数：

#define __ADD_QUOT(s) __ADD_QUOT_AUX(s)
#define __ADD_QUOT_AUX(s) #s

就这样来来回回加了几个中间层，最后就变成了这样：

#define RAW_STR(str) \
    __RAW_STR_AUX_ADD_R(__RAW_STR_AUX_MAKE_STR(__RAW_STR_AUX_CAT(str)))
#define __RAW_STR_AUX_ADD_R(str) __RAW_STR_AUX_ADD_R1(str)
#define __RAW_STR_AUX_ADD_R1(str) R##str
#define __RAW_STR_AUX_MAKE_STR(cont) __RAW_STR_AUX_MAKE_STR1(cont)
#define __RAW_STR_AUX_MAKE_STR1(cont) #cont
#define __RAW_STR_AUX_CAT(str) __RAW_STR_AUX_CAT1(str)
#define __RAW_STR_AUX_CAT1(str) _____##(##str##)##_____

这里我用四个下划线作为delimiter，一般来说够用了。然后试了一下，还算能用。但是有个毛病没有解决：字面值的两端如果有“,”字符，会被预处理器当做宏参数的分隔符，而非宏参本身的一部分，导致不正确的结果。在写regular expression的时候，把这样的特殊字符用圆括号包起来就行了（反正对语义没有影响），比如

std::regex reg(RAW_STR(minecraft(,)));

当然，这个问题也许有更好的解决方法，以后再慢慢考虑。严格来说，这一堆宏在理论和工程上都没有什么用，就当自己寒假玩一玩了。