怎样深刻理解C宏——智者的利刃,愚者的恶梦!

分类:C/C++ | 作者:凹凸曼 | 发表于2011/07/06

水平不高不低的C++程序员最喜欢挂在嘴上的一句话就是:C宏,万恶之首,错误的开端,应该被废弃。

请注意,我用了一句不敬的修饰语“水平不高不低的”。为什么这么说?因为水平低都插不上话,都在在静静地听老前辈布道呢。水平高的,比如Bane Stroustrup老人家,也只是说若干种场合下C++语言能够提供比C macro更好的解决方案,而没有完全否定C macro的价值。但是话就怕传来传去,一传就走样。久而久之,就被传成上面那句话。其实说来也很好笑:java程序员经常说java比C++好,说C++手动释放内存老搞内存泄漏;C++程序员便反驳说,那是你水平低不会用。但是谈到C宏,水平不高不低的C++程序员居然也走java的老路了——明明是自己不会用,自己知道的少,却把责任推卸到C宏上。你自己笨我管不着,但是错误的言论如果误导后人就不好了吧。:)

本文就举几个简单的使用C宏的例子,如果这些例子用C++不用宏的语法能更好的解决,那么你一定要回复blog告诉我,这样下次我就不乱说话了。否则,笑笑很生气,后果很严重。:)

例一、用C宏,书写代码更简洁
这段代码写网络程序的朋友都很眼熟,是Net/3中mbuf的实现。

struct mbuf
{
    struct m_hdr mhdr;
    union {
        struct
        {
            struct pkthdr MH_pkthdr; /* M_PKTHDR set */
            union
            {
                struct m_ext MH_ext; /* M_EXT set */
                char MH_databuf[MHLEN];
            } MH_dat;
        } MH;
        char M_databuf[MLEN];        /* !M_PKTHER, !M_EXT*/
    } M_dat;
};

上面的代码,假如我想访问最里层的MH_databuf,那么我必须写M_dat.MH.MH_dat.MH_databuf; 这是不是很长,很难写呀?这样的代码阅读起来也不明了。其实,对于MH_pkthdr、MH_ext、MH_databuf来说,虽然不是在一个结构层次上,但是如果我们站在mbuf之外来看,它们都是mbuf的属性,完全可以压扁到一个平面上去看。所以,源码中有这么一组宏:

#define m_next      m_hdr.mh_next
#define m_len       m_hdr.mh_len
#define m_data      m_hdr.mh_data
... ...
#define m_pkthdr    M_dat.MH.MH_pkthdr
#define m_pktdat    M_dat.MH.MH_dat.MH_databuf
... ...

这样写起代码来,是不是很精练呢!

例二、用C宏,实现跨平台和编译器的需要
这方面的例子太好举了,一举一大摞,就从VC的库源码中随意copy一段出来吧。

#ifndef _CRTAPI1
#if _MSC_VER >= 800 && _M_IX86 >= 300
#define _CRTAPI1 __cdecl
#else  /* _MSC_VER >= 800 && _M_IX86 >= 300 */
#define _CRTAPI1
#endif  /* _MSC_VER >= 800 && _M_IX86 >= 300 */
#endif  /* _CRTAPI1 */

#ifndef _SIZE_T_DEFINED
typedef unsigned int size_t;
#define _SIZE_T_DEFINED
#endif  /* _SIZE_T_DEFINED */

#ifndef _MAC
#ifndef _WCHAR_T_DEFINED
typedef unsigned short wchar_t;
#define _WCHAR_T_DEFINED
#endif  /* _WCHAR_T_DEFINED */
#endif  /* _MAC */

#ifndef _NLSCMP_DEFINED
#define _NLSCMPERROR    2147483647  /* currently == INT_MAX */
#define _NLSCMP_DEFINED
#endif  /* _NLSCMP_DEFINED */

请问,这些指示宏如何取代呢?如果真的是没有了这些宏,实现起来就更麻烦了吧。

例三、用C宏,自动生成代码
这方面的例子也是多得很,不过有鉴于很多朋友不用很多编译器,不做嵌入式的开发,我就举个win平台的例子吧。我们知道MFC实现了windows的消息映射,比如:

ON_COMMAND(IDM_ABOUT, OnAbout)
ON_COMMAND(IDM_FILENEW, OnFileNew)

它是如何实现的IDM_ABOUT和OnAbout的关联的呢?这要用到几个宏。

#define DECLARE_MESSAGE_MAP() \
private: \
 static const AFX_MSGMAP_ENTRY _messageEntries[]; \
protected: \
 static AFX_DATA const AFX_MSGMAP messageMap; \
 virtual const AFX_MSGMAP* GetMessageMap() const; \

#define BEGIN_MESSAGE_MAP(theClass, baseClass) \
 const AFX_MSGMAP* theClass::GetMessageMap() const \
  { return &theClass::messageMap; } \
 AFX_COMDAT AFX_DATADEF const AFX_MSGMAP theClass::messageMap = \
 { &baseClass::messageMap, &theClass::_messageEntries[0] }; \
 AFX_COMDAT const AFX_MSGMAP_ENTRY theClass::_messageEntries[] = \
 { \

 #define ON_COMMAND(id, memberFxn) \
        { WM_COMMAND, 0, (WORD)id, (WORD)id, AfxSig_vv, (AFX_PMSG)memberFxn },

 #define END_MESSAGE_MAP() \
  {0, 0, 0, 0, AfxSig_end, (AFX_PMSG)0 } \
 }; \
#define DECLARE_MESSAGE_MAP() \
private: \
 static const AFX_MSGMAP_ENTRY _messageEntries[]; \
protected: \
 static AFX_DATA const AFX_MSGMAP messageMap; \
 virtual const AFX_MSGMAP* GetMessageMap() const; \

#define BEGIN_MESSAGE_MAP(theClass, baseClass) \
 const AFX_MSGMAP* theClass::GetMessageMap() const \
  { return &theClass::messageMap; } \
 AFX_COMDAT AFX_DATADEF const AFX_MSGMAP theClass::messageMap = \
 { &baseClass::messageMap, &theClass::_messageEntries[0] }; \
 AFX_COMDAT const AFX_MSGMAP_ENTRY theClass::_messageEntries[] = \
 { \

 #define ON_COMMAND(id, memberFxn) \
        { WM_COMMAND, 0, (WORD)id, (WORD)id, AfxSig_vv, (AFX_PMSG)memberFxn },

 #define END_MESSAGE_MAP() \
  {0, 0, 0, 0, AfxSig_end, (AFX_PMSG)0 } \
 }; \

嘿嘿,就这么几个宏,就构造出一个消息数组来。

例四、用C宏,智者思维的火花
说了半天了,嘴皮子都干了,举个例子大家轻松一下——看看人家老外是怎么用宏的。
这个例子摘自《C专家编程》。

根据位模式构建图形
图标(icon)或者图形(glyph),是一种小型的位模式映射于屏幕产生的图像。一个位代表图像上的一个像素。如果一个位被设置,那么它所代表的像素就是“亮”的。如果一个位被清除,那么它所代表的像素就是“暗”的。所以,一系列的整数值能够用于为图像编码。类似Iconedit这样的工具就是用于绘图的,他们所输出的是一个包含一系列整型数的ASCII文件,可以被一个窗口程序所包含。它所存在的问题是程序中的图标只是一串十六进制数。在C语言中,典型的16X16的黑白图形可能如下:

static unsigned short stopwatch[] = {
0x07C6,
0x1FF7,
0x383B,
0x600C,
0x600C,
0xC006,
0xC006,
0xDF06,
0xC106,
0xC106,
0x610C,
0x610C,
0x3838,
0x1FF0,
0x07C0,
0x0000
};

正如所看到的那样,这些C语言常量并未有提供有关图形实际模样的任何线索。这里有一个惊人的#define定义的优雅集合,允许程序建立常量使它们看上去像是屏幕上的图形。

#define X )*2+1
#define _ )*2
#define s ((((((((((((((((0 /* For building glyphs 16 bits wide */

定义了它们之后,只要画所需要的图标或者图形等,程序会自动创建它们的十六进制模式。使用这些宏定义,程序的自描述能力大大加强,上面这个例子可以转变为:

static unsigned short stopwatch[] =
{
s _ _ _ _ _ X X X X X _ _ _ X X _ ,
s _ _ _ X X X X X X X X X _ X X X ,
s _ _ X X X _ _ _ _ _ X X X _ X X ,
s _ X X _ _ _ _ _ _ _ _ _ X X _ _ ,
s _ X X _ _ _ _ _ _ _ _ _ X X _ _ ,
s X X _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ X X _ ,
s X X _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ X X _ ,
s X X _ X X X X X _ _ _ _ _ X X _ ,
s X X _ _ _ _ _ X _ _ _ _ _ X X _ ,
s X X _ _ _ _ _ X _ _ _ _ _ X X _ ,
s _ X X _ _ _ _ X _ _ _ _ X X _ _ ,
s _ X X _ _ _ _ X _ _ _ _ X X _ _ ,
s _ _ X X X _ _ _ _ _ X X X _ _ _ ,
s _ _ _ X X X X X X X X X _ _ _ _ ,
s _ _ _ _ _ X X X X X _ _ _ _ _ _ ,
s _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
};

显然,与前面的代码相比,它的意思更为明显。标准的C语言具有八进制、十进制和十六进制常量,但没有二进制常量,否则的话倒是一种更为简单的绘制图形模式的方法。

如果抓住书的右上角,并斜这看这一页,可能会猜测这是一个用于流行窗口系统的“cursor busy”小秒表图形。我是在几年前从Usenet   comp.lang.c新闻组学到这个技巧的。

千万不要忘了在绘图结束后清除这些宏定义,否这很可能会给你后面的代码带来不可预测的后果。

好了,今天的废话就到这里了。水能载舟,亦能覆舟,把握好手中的双刃剑,让它好好的为你服务吧,别割破了手。:)

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本文出自 乾坤一笑 的Blog文章

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该日志于2011-07-06 01:05由 凹凸曼 发表在C/C++分类下, 你可以发表评论。除了可以将这个日志以保留源地址及作者的情况下引用到你的网站或博客,还可以通过RSS 2.0订阅这个日志的所有评论。

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