C/C++ 宏字符串连接

Posted 2023-02-14

【中文标题】C/C++ 宏字符串连接

【英文标题】：C/C++ macro string concatenation

【发布时间】：2011-07-12 11:53:24

【问题描述】：

#define STR1      "s"
#define STR2      "1"
#define STR3      STR1 ## STR2

是否可以将STR1 和STR2 连接到"s1"？ 您可以通过将 args 传递给另一个宏函数来做到这一点。但是有直接的方法吗？

【问题讨论】：

不应该是#define STR3 STR1 ## STR2

它也不应该是，因为这将 STR3 定义为预处理令牌 STR1STR2。并且将 args 传递给另一个宏函数也无济于事，因为字符串文字不能粘贴在一起——“s”“1”不是有效的标记。

【参考方案1】：

如果它们都是字符串，你可以这样做：

#define STR3 STR1 STR2

然后扩展为：

#define STR3 "s" "1"

在 C 语言中，用空格分隔两个字符串，如 "s" "1" 中一样，完全等同于有一个字符串 "s1"。

【讨论】：

从技术上讲，字符串连接是在语言级别完成的。

预处理器不做这样的事情。正是 C 语言本身将相邻的字符串文字视为单个字符串文字。

这不仅仅是一个技术问题——你不能连接L"a"和"b"来得到L"ab"，但是你可以连接L"a"和L"b"获取L"ab"。

如果你尝试#include STR3 并且STR3 是一个有效的头文件，这将不起作用。有人知道怎么做吗？

@Zythos - 您可能想发布一个单独的问题，详细说明您正在尝试做什么、您期望发生什么以及实际发生的事情。

【参考方案2】：

对于字符串文字，您不需要这种解决方案，因为它们是在语言级别连接的，而且无论如何它都不会工作，因为“s”“1”不是有效的预处理器标记。

[编辑：为了回应下面错误的“仅供记录”评论，不幸收到了几个赞成票，我将重申上面的声明并观察程序片段

#define PPCAT_NX(A, B) A ## B
PPCAT_NX("s", "1")

从 gcc 的预处理阶段产生此错误消息：错误：粘贴“s”和“1”不提供有效的预处理令牌

]

但是，对于一般的令牌粘贴，试试这个：

/*
 * Concatenate preprocessor tokens A and B without expanding macro definitions
 * (however, if invoked from a macro, macro arguments are expanded).
 */
#define PPCAT_NX(A, B) A ## B

/*
 * Concatenate preprocessor tokens A and B after macro-expanding them.
 */
#define PPCAT(A, B) PPCAT_NX(A, B)

然后，例如，PPCAT_NX(s, 1) 和 PPCAT(s, 1) 都生成标识符 s1，除非 s 被定义为宏，在这种情况下 PPCAT(s, 1) 生成 <macro value of s>1。

继续主题是这些宏：

/*
 * Turn A into a string literal without expanding macro definitions
 * (however, if invoked from a macro, macro arguments are expanded).
 */
#define STRINGIZE_NX(A) #A

/*
 * Turn A into a string literal after macro-expanding it.
 */
#define STRINGIZE(A) STRINGIZE_NX(A)

那么，

#define T1 s
#define T2 1
STRINGIZE(PPCAT(T1, T2)) // produces "s1"

相比之下，

STRINGIZE(PPCAT_NX(T1, T2)) // produces "T1T2"
STRINGIZE_NX(PPCAT_NX(T1, T2)) // produces "PPCAT_NX(T1, T2)"

#define T1T2 visit the zoo
STRINGIZE(PPCAT_NX(T1, T2)) // produces "visit the zoo"
STRINGIZE_NX(PPCAT(T1, T2)) // produces "PPCAT(T1, T2)"

【讨论】：

仅作记录，"s""1" 在 C（和 C++）中有效。它们是两个标记（字符串文字），编译器会将自身连接起来并作为一个标记进行威胁。

你误解了我的评论和 C 语言。我说"s""1" isn't a valid token——没错；正如您所说，它是 两个 标记。但是将它们与 ## 一起使用会使它们成为 single 预处理标记，而不是两个标记，因此编译器不会进行连接，而是词法分析器会拒绝它们（语言需要诊断）。

@mr5 仔细阅读 cmets。作为宏参数传递的宏名称在传递之前不会扩展。但是，它们在宏的主体中进行了扩展。因此，如果 A 定义为 FRED，则 STRINGIZE_NX(A) 扩展为“A”，但 STRINGIZE(A) 扩展为 STRINGIZE_NX(FRED)，后者扩展为“FRED”。

@bharath 结果字符串为“PPCAT(T1,T2)”——符合预期。 而不是预期的“s1”——根本不是预期的。 为什么我们需要额外的间接/嵌套？ -- 阅读代码 cmets，以及我在上面的 6 个赞成票的评论。只有宏的主体被扩展；在宏体之外，括号之间的宏参数在传递给宏之前不扩展。所以STRINGIZE_NX(whatever occurs here) 扩展为“这里发生的任何事情”，而不管发生的任何事情或这里发生的任何宏定义。

@bharath 当然它不会打印“Name A”——A 是参数名称，而不是宏的参数，即 ALEX。您声称if A is defined as FRED then STRINGIZE_NX(A) still expands to "FRED" - 这是错误的，与您的测试完全不同。您正在努力不理解或正确理解这一点，我不会进一步回复您。

【参考方案3】：

提示：上面的STRINGIZE 宏很酷，但是如果你犯了一个错误并且它的参数不是宏——你的名字有错别字，或者忘记了#include 头文件——那么编译器会很高兴地将声称的宏名称放入字符串中而不会出错。

如果您希望 STRINGIZE 的参数始终是具有正常 C 值的宏，那么

#define STRINGIZE(A) ((A),STRINGIZE_NX(A))

将展开它一次并检查它的有效性，丢弃它，然后将它再次展开成一个字符串。

我花了一段时间才弄明白为什么 STRINGIZE(ENOENT) 最终会变成 "ENOENT" 而不是 "2"...我没有包括 errno.h。

【讨论】：

重要的观察和 +1 以正确使用 , 运算符。 :)

字符串的内容应该是一个有效的 C 表达式并没有什么特别的原因。如果你想这样做，我建议给它一个不同的名字，比如 STRINGIZE_EXPR。

这个技巧可能是孤立的。但它会阻止编译器看到它将连接的字符串序列。 （导致像((1),"1") "." ((2),"2") 这样的序列，而不仅仅是“1”“。”“2”）

只是为了澄清自守的意思：使用原始的 STRINGIZE 定义，"The value of ENOENT is " STRINGIZE(ENOENT) 有效，而 "The value of ENOENT is" STRINGIZE_EXPR(X) 产生错误。