文章目錄

• 1 寫在前面
• 2 問題需求
• 3 代碼實踐
  • 3.1 編寫代碼
  • 3.2 結果驗證
• 4 經驗總結
• 5 參考鏈接
• 6 更多分享

1 寫在前面

宏定義在 C語言中，是一種很常見的語法；經常閱讀開源代碼，你會發現，使用好C語言的宏定義，真的可以寫出更加整潔，可讀性非常高的高質量代碼。

本文將描述一個需要使用宏定義技巧來解決的問題場景，希望對大家理解和使用C語言的宏定義有所幫助和提高。

2 問題需求

最近恰好在項目開發的過程中，遇到了一個有關宏定義的問題。項目運用的背景如下：

項目中有個頭文件中定義了一個宏定義，比如是 #define CFG_LOGGER_NAME uart
然后，在某個C文件中需要將這個宏定義轉換成對應的字符串類型，即為 “uart” ；很明顯，如果按以下的幾種方式定義，肯定得不到期望的結果：

方式1： #define CFG_LOGGER_NAME_STR  "CFG_LOGGER_NAME"

方式2： #define CFG_LOGGER_NAME_STR  #CFG_LOGGER_NAME

方式3： #define CFG_LOGGER_NAME_STR  ##CFG_LOGGER_NAME

3 代碼實踐

3.1 編寫代碼

為了解決這個問題，特意再次去查看了有關C語言宏定義的語法，終于找到了解決方法，具體的思路是，需要用一個 “中間宏函數” 做轉換，我們用代碼來實踐一下。

#include 

#include  

#define TEST 						uart
#define TO_STR(x) 					#x

#define CFG_LOGGER_NAME				uart 
#define TO_STRING(x)				#x
#define _CFG_LOGGER_NAME_STR(x)		TO_STRING(x)	 			
#define CFG_LOGGER_NAME_STR 		_CFG_LOGGER_NAME_STR(CFG_LOGGER_NAME) 

/* 這三種都達不到需求 */
#define CFG_LOGGER_NAME_STR1  		"CFG_LOGGER_NAME"

/* 語法錯誤：error: stray ‘#’ in program */
//#define CFG_LOGGER_NAME_STR2  	#CFG_LOGGER_NAME

/* 語法錯誤： error: '##' cannot appear at either end of a macro expansion */
//#define CFG_LOGGER_NAME_STR3  	##CFG_LOGGER_NAME

int main(void)
{
	printf("\r\n%s\r\n", TO_STR(TEST));

	printf("\r\n%s\r\n", CFG_LOGGER_NAME_STR);
	
	printf("\r\n%s\r\n", CFG_LOGGER_NAME_STR1);
	
	//printf("\r\n%s\r\n", CFG_LOGGER_NAME_STR2);
	
	//printf("\r\n%s\r\n", CFG_LOGGER_NAME_STR3);

	return 0;
}

3.2 結果驗證

驗證環境如下：

recan@ubuntu:~$ uname -a
Linux ubuntu 5.4.0-65-generic #73-Ubuntu SMP Mon Jan 18 17:25:17 UTC 2021 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
recan@ubuntu:~$ 
recan@ubuntu:~$ gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/lto-wrapper
OFFLOAD_TARGET_NAMES=nvptx-none:hsa
OFFLOAD_TARGET_DEFAULT=1
Target: x86_64-linux-gnu
Configured with:
Thread model: posix
gcc version 9.4.0 (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.1) 

代碼編譯：

gcc -o test test.c

結果運行：

recan@ubuntu:~$ ./test

TEST

uart

CFG_LOGGER_NAME

查看宏定義展開后的預處理文件：

recan@ubuntu:~$ gcc -E -o test.i test.c | tail -n 20 test.i
# 499 "/usr/include/string.h" 3 4

# 4 "test.c" 2
# 22 "test.c"

# 22 "test.c"
int main(void)
{
 printf("\r\n%s\r\n", "TEST");

 printf("\r\n%s\r\n", "uart");

 printf("\r\n%s\r\n", "CFG_LOGGER_NAME");

 return 0;
}

我們可以看到宏代碼的展開是符合我們的預期的，也只有CFG_LOGGER_NAME_STR 這一種寫法是滿足我們問題需求的。

4 經驗總結

• 宏定義看似很簡單，沒實踐出來的時候，有時候會想不通為什么會這么被展開？
• 在gcc編譯器下查看宏定義被展開的內容使用的是-E選項。
• C語言宏定義中的 “#” 和 “##” 是有特殊用法的，必須要用于帶參數的宏定義中，否則會報語法錯誤。
• 留個疑問：為何加了一個中間宏函數轉了一道手，就能得到預期的內容？

5 參考鏈接

• C語言的宏定義
• 帶參數和不帶參數的宏定義

6 更多分享

架構師李肯

一個專注于嵌入式IoT領域的架構師。有著近10年的嵌入式一線開發經驗，深耕IoT領域多年，熟知IoT領域的業務發展，深度掌握IoT領域的相關技術棧，包括但不限于主流RTOS內核的實現及其移植、硬件驅動移植開發、網絡通訊協議開發、編譯構建原理及其實現、底層匯編及編譯原理、編譯優化及代碼重構、主流IoT云平臺的對接、嵌入式IoT系統的架構設計等等。擁有多項IoT領域的發明專利，熱衷于技術分享，有多年撰寫技術博客的經驗積累，連續多月獲得RT-Thread官方技術社區原創技術博文優秀獎，榮獲CSDN博客專家、CSDN物聯網領域優質創作者、2021年度CSDN&RT-Thread技術社區之星、RT-Thread官方嵌入式開源社區認證專家、RT-Thread 2021年度論壇之星TOP4、華為云云享專家（嵌入式物聯網架構設計師）等榮譽。堅信【知識改變命運，技術改變世界】！

歡迎關注我的github倉庫01workstation，日常分享一些開發筆記和項目實戰，歡迎指正問題。

同時也非常歡迎關注我的專欄,有問題的話，可以跟我討論，知無不答，謝謝大家。