Warum werden scheinbar sinnlose do-while- und if-else-Anweisungen in Makros verwendet?

Question

In vielen C/C++-Makros sehe ich den Code des Makros in einem scheinbar bedeutungslosen do while Schleife. Hier sind Beispiele.

#define FOO(X) do { f(X); g(X); } while (0)
#define FOO(X) if (1) { f(X); g(X); } else

Ich kann nicht erkennen, was die do while tut. Warum schreiben Sie das nicht einfach ohne sie?

#define FOO(X) f(X); g(X)

Answer 1

Es wird zwar erwartet, dass Compiler die do { ... } while(false); Schleifen, gibt es eine andere Lösung, die dieses Konstrukt nicht erfordert. Die Lösung besteht darin, den Komma-Operator zu verwenden:

#define FOO(X) (f(X),g(X))

oder noch exotischer:

#define FOO(X) g((f(X),(X)))

Während dies bei separaten Anweisungen gut funktioniert, funktioniert es nicht in Fällen, in denen Variablen konstruiert und als Teil der #define :

#define FOO(X) (int s=5,f((X)+s),g((X)+s))

Damit wäre man gezwungen, das do/while-Konstrukt zu verwenden.

Answer 2

Jens Gustedts P99-Präprozessorbibliothek (ja, die Tatsache, dass es so etwas gibt, hat auch mich umgehauen!) verbessert die if(1) { ... } else Konstrukts in einer kleinen, aber bedeutsamen Weise durch die Definition des Folgenden:

#define P99_NOP ((void)0)
#define P99_PREFER(...) if (1) { __VA_ARGS__ } else
#define P99_BLOCK(...) P99_PREFER(__VA_ARGS__) P99_NOP

Der Grund dafür ist, dass im Gegensatz zur do { ... } while(0) konstruieren, break y continue funktionieren immer noch innerhalb des angegebenen Blocks, aber die ((void)0) erzeugt einen Syntaxfehler, wenn das Semikolon nach dem Makroaufruf weggelassen wird, der sonst den nächsten Block überspringen würde. (Hier gibt es eigentlich kein "dangling else"-Problem, da die else bindet sich an die nächstgelegene if die im Makro enthalten ist).

Wenn Sie sich für die Art von Dingen interessieren, die mehr oder weniger sicher mit dem C-Präprozessor durchgeführt werden können, sollten Sie sich diese Bibliothek ansehen.

Answer 3

Aus bestimmten Gründen kann ich die erste Antwort nicht kommentieren...

Einige von euch haben Makros mit lokalen Variablen gezeigt, aber niemand hat erwähnt, dass man nicht einfach irgendeinen Namen in einem Makro verwenden kann! Das wird den Benutzer eines Tages beißen! Und warum? Weil die Eingabeargumente in der Makrovorlage ersetzt werden. Und in Ihren Makrobeispielen haben Sie den wahrscheinlich am häufigsten verwendeten Variablennamen verwendet i .

Zum Beispiel, wenn das folgende Makro

#define FOO(X) do { int i; for (i = 0; i < (X); ++i) do_something(i); } while (0)

wird in der folgenden Funktion verwendet

void some_func(void) {
    int i;
    for (i = 0; i < 10; ++i)
        FOO(i);
}

wird das Makro nicht die vorgesehene Variable i verwenden, die am Anfang von some_func deklariert ist, sondern die lokale Variable, die in der do ... while-Schleife des Makros deklariert ist.

Verwenden Sie daher niemals allgemeine Variablennamen in einem Makro!

Answer 4

Ich glaube nicht, dass es erwähnt wurde, also bedenken Sie dies

while(i<100)
  FOO(i++);

würde übersetzt werden in

while(i<100)
  do { f(i++); g(i++); } while (0)

bemerken, wie i++ wird von dem Makro zweimal ausgewertet. Dies kann zu einigen interessanten Fehlern führen.