为什么在宏中使用明显无意义的do-while和if-else语句？

Question

为什么在宏中使用明显无意义的do-while和if-else语句？在许多C / C ++宏中，我看到宏的代码包含在看似无意义的do while循环中。这是一些例子。#define FOO(X) do { f(X); g(X); } while (0) #define FOO(X) if (1) { f(X); g(X); } else我看不出它do while在做什么。为什么不在没有它的情况下写这个？#define FOO(X) f(X); g(X)

Answer 1

该do ... while和if ... else在那里让这个后您的宏分号总是意味着同样的事情。假设你有类似第二个宏的东西。

#define BAR(X) f(x); g(x)

现在，如果你要BAR(X);在一个if ... else语句中使用if语句的主体没有用大括号括起来，你会得到一个不好的惊喜。

if (corge)
  BAR(corge);else
  gralt();

上面的代码将扩展为

if (corge)
  f(corge); g(corge);else
  gralt();

这在语法上是不正确的，因为else不再与if相关联。在宏中用大括号括起来是没有用的，因为大括号后面的分号在语法上是不正确的。

if (corge)
  {f(corge); g(corge);};else
  gralt();

有两种方法可以解决问题。第一种方法是使用逗号对宏中的语句进行排序，而不会使其具有像表达式一样的能力。

#define BAR(X) f(X), g(X)

上面的bar版本BAR将上面的代码扩展为以下代码，这在语法上是正确的。

if (corge)
  f(corge), g(corge);else
  gralt();

如果不是f(X)你有一个更复杂的代码体，需要进入它自己的块，比如声明局部变量，这就行不通了。在最一般的情况下，解决方案是使用类似的东西do ... while使宏成为一个单独的语句，分号不会混淆。

#define BAR(X) do { \  int i = f(X); \  if (i > 4) g(i); \} while (0)

你不必使用do ... while，你也可以做一些东西if ... else，虽然当它if ... else内部扩展时会if ... else导致“ 悬挂其他 ”，这可能使现有悬挂的其他问题更难找到，如下面的代码。

if (corge)
  if (1) { f(corge); g(corge); } else;else
  gralt();

关键是在悬挂分号错误的情况下用掉分号。当然，在这一点上它可能（并且可能应该）被认为最好将其声明BAR为实际函数，而不是宏。

总之，do ... while可以解决C预处理器的缺点。当那些C风格指南告诉你裁掉C预处理器时，这是他们担心的事情。

Answer 2

宏是复制/粘贴的文本，预处理器将放入正版代码中; 宏的作者希望替换产生有效的代码。

有三个好的“提示”可以成功：

帮助宏的行为像真正的代码

正常代码通常以分号结束。如果用户查看不需要的代码......

doSomething(1) ;DO_SOMETHING_ELSE(2)  // <== Hey? What's this?doSomethingElseAgain(3) ;

这意味着如果没有分号，用户希望编译器产生错误。

但真正正确的理由是，在某些时候，宏的作者可能需要用真正的函数（也许是内联函数）替换宏。所以宏应该真的像一个。

所以我们应该有一个需要分号的宏。

生成有效的代码

如jfm3的答案所示，有时宏包含多条指令。如果宏在if语句中使用，这将是有问题的：

if(bIsOk)
   MY_MACRO(42) ;

此宏可以扩展为：

#define MY_MACRO(x) f(x) ; g(x)if(bIsOk)
   f(42) ; g(42) ; // was MY_MACRO(42) ;

g无论值如何，都将执行该功能bIsOk。

这意味着我们必须向宏添加一个范围：

#define MY_MACRO(x) { f(x) ; g(x) ; }if(bIsOk)
   { f(42) ; g(42) ; } ; // was MY_MACRO(42) ;

生成有效的代码2

如果宏是这样的：

#define MY_MACRO(x) int i = x + 1 ; f(i) ;

我们可能在以下代码中遇到另一个问题：

void doSomething(){
    int i = 25 ;
    MY_MACRO(32) ;}

因为它会扩展为：

void doSomething(){
    int i = 25 ;
    int i = 32 + 1 ; f(i) ; ; // was MY_MACRO(32) ;}

当然，这段代码不会编译。所以，再一次，解决方案是使用范围：

#define MY_MACRO(x) { int i = x + 1 ; f(i) ; }void doSomething(){
    int i = 25 ;
    { int i = 32 + 1 ; f(i) ; } ; // was MY_MACRO(32) ;}

代码再次正常运行。

结合分号+范围效应？

有一个产生这种效果的C / C ++习语：do / while循环：

do{
    // code}while(false) ;

do / while可以创建一个范围，从而封装宏的代码，最后需要一个分号，从而扩展为需要一个代码的代码。

奖金？

C ++编译器将优化do / while循环，因为其后置条件为false的事实在编译时是已知的。这意味着像一个宏：

#define MY_MACRO(x)                                  \do                                                  
 \{                                                    \    const int i = x + 1 ;                            
 \
    f(i) ; g(i) ;                                    \}                                                    
    \while(false)void doSomething(bool bIsOk){
   int i = 25 ;

   if(bIsOk)
      MY_MACRO(42) ;

   // Etc.}

将正确扩展为

void doSomething(bool bIsOk){
   int i = 25 ;

   if(bIsOk)
      do
      {
         const int i = 42 + 1 ; // was MY_MACRO(42) ;
         f(i) ; g(i) ;
      }
      while(false) ;

   // Etc.}

然后编译和优化

void doSomething(bool bIsOk){
   int i = 25 ;

   if(bIsOk)
   {
      f(43) ; g(43) ;
   }

   // Etc.}

Answer 3

您可能还想补充一点，宏语法也可以使用简单的“if”语句防止可能更危险（因为没有错误）的意外行为：

#define FOO(x)  f(x); g(x)if (test) FOO( baz);

扩展为：

if (test) f(baz); g(baz);

这在语法上是正确的，所以没有编译器错误，但可能有意外的结果，g（）将始终被调用。

Answer 4

上述答案解释了这些结构的含义，但两者之间存在显着差异，未提及。其实，还有一个原因，更喜欢do ... while到if ... else结构。

if ... else构造的问题是它不会强迫你输出分号。喜欢这段代码：

FOO(1)printf("abc");

虽然我们遗漏了分号（错误地），但代码将扩展为

if (1) { f(X); g(X); } elseprintf("abc");

并将静默编译（虽然一些编译器可能会发出无法访问代码的警告）。但该printf声明永远不会被执行。

do ... while构造没有这样的问题，因为之后唯一有效的标记while(0)是分号。