c语言宏 可变参数,嵌入式C语言自我修养 (12)：有一种宏，叫可变参数宏
12.1 什么是可变参数宏
在上面的教程中，咱们学会了变参函数的定义和使用，基本套路就是使用 va_list、va_start、va_end 等宏，去解析那些可变参数列表咱们找到这些参数的存储地址后，就能够对这些参数进行处理了：要么本身动手，本身处理；要么继续调用其它函来处理。html
void print_num(int count, ...)
{
va_list args;
va_start(args,count);
for(int i = 0; i < count; i++)
{
printf("*args: %d\n",*(int *)args);
args += 4;
}
}
void __attribute__((format(printf,2,3))) LOG(int k,char *fmt,...)
{
va_list args;
va_start(args,fmt);
vprintf(fmt,args);
va_end(args);
}
GNU C 以为这样不过瘾，再来个猛锤：干脆宏定义也支持变参吧！linux
这一节咱们要学习一下可变参数宏的定义和使用。其实，C99 标准已经支持了这个特性，可是其它的编译器不太给力，对 C99 标准的支持不是很好，只有 GNU C 支持这个功能，因此有时候咱们也把这个可变参数宏看做是 GNU C 的一个语法扩展。 上面的 LOG 函数，若是咱们想使用一个变参宏实现，就能够直接这样定义。编程
#define LOG(fmt, ...) printf(fmt, __VA_ARGS__)
#define DEBUG(...) printf(__VA_ARGS__)
int main(void)
{
LOG("Hello! I'm %s\n","Wanglitao");
DEBUG("Hello! I'm %s\n","Wanglitao");
return 0;
}
变参宏的实现形式其实跟变参函数差很少：用 ... 表示变参列表，变参列表由不肯定的参数组成，各个参数之间用逗号隔开。可变参数宏使用 C99 标准新增长的一个 __VA_ARGS__ 预约义标识符来表示前面的变参列表，而不是像变参函数同样，使用 va_list、va_start、va_end 这些宏去解析变参列表。预处理器在将宏展开时，会用变参列表替换掉宏定义中的全部 __VA_ARGS__ 标识符。数组
使用宏定义实现一个变参打印功能，你会发现，它的实现甚至比变参函数还方便！内核中的不少打印宏，常用可变参数宏来实现，宏定义通常为下面这个格式。微信
#define LOG(fmt, ...) printf(fmt, __VA_ARGS__)
在这个宏定义中，有一个固定参数，一般为一个格式字符串，后面的变参用来打印各类格式的数据，跟前面的格式字符串相匹配。这种定义方式有一个漏洞，即当变参为空时，宏展开时就会产生一个语法错误。函数
#define LOG(fmt,...) printf(fmt,__VA_ARGS__)
int main(void)
{
LOG("hello\n");
return 0;
}
上面这个程序编译时就会通不过，产生一个语法错误。这是由于，咱们只给 LOG 宏传递了一个参数，而变参为空。当宏展开后，就变成了下面这个样子。学习
printf("hello\n", );
宏展开后，在第一个字符串参数的后面还有一个逗号，因此就产生了一个语法错误。咱们须要继续对这个宏进行改进，使用宏链接符 ##，来避免这个语法错误。.net
12.2 继续改进咱们的宏
咱们接下来，使用宏链接符 ## 来改进上面的宏。debug
宏链接符 ## 的主要做用就是链接两个字符串，咱们在宏定义中可使用 ## 来链接两个字符。预处理器在预处理阶段对宏展开时，会将 ## 两边的字符合并，并删除 ## 这两个字符。调试
#define A(x) a##x
int main(void)
{
int A(1) = 2; //int a1 = 2;
int A() = 3; //int a=3;
printf("%d %d\n",a1,a);
return 0;
}
如上面的程序，咱们定义一个宏。
#define A(x) a##x
这个宏的功能就是链接字符 a 和 x。在程序中，A(1) 展开后就是 a1，A( ) 展开后就是 a。咱们使用 printf( ) 函数能够直接打印变量 a一、a 的值，由于宏展开后，就至关于使用 int 关键字定义了两个整型变量 a1 和 a。上面的程序能够编译经过，运行结果以下。
2 3
知道了宏链接符 ## 的使用方法，咱们接下来就能够就对 LOG 宏作一些修改。
#define LOG(fmt,...) printf(fmt, ##__VA_ARGS__)
int main(void)
{
LOG("hello\n");
return 0;
}
咱们在标识符 __VA_ARGS__ 前面加上宏链接符 ##，这样作的好处是，当变参列表非空时，## 的做用是链接 fmt，和变参列表，各个参数之间用逗号隔开，宏能够正常使用；当变参列表为空时，## 还有一个特殊的用处，它会将固定参数 fmt 后面的逗号删除掉，这样宏也就能够正常使用了。
12.3 可变参数宏的另外一种写法
当咱们定义一个变参宏时，除了使用预约义标识符 __VA_ARGS__ 表示变参列表外，还可使用下面这种写法。
#define LOG(fmt,args...) printf(fmt, args)
使用预约义标识符 __VA_ARGS__ 来定义一个变参宏，是 C99 标准规定的写法。而上面这种格式是 GNU C 扩展的一个新写法。咱们再也不使用 __VA_ARGS__，而是直接使用 args... 来表示一个变参列表，而后在后面的宏定义中，直接使用 args 表明变参列表就能够了。
跟上面同样，为了不变参列表为空时的语法错误，咱们也须要添加一个链接符##。
#define LOG(fmt,args...) printf(fmt,##args)
int main(void)
{
LOG("hello\n");
return 0;
}
使用这种方式，你会发现这种写法比使用 __VA_ARGS__ 看起来更加直观和方便。
12.4 内核中的可变参数宏
可变参数宏在内核中主要用于日志打印。一些驱动模块或子系统有时候会定义本身的打印宏，能够支持打印开关、打印格式、优先级控制等。如在 printk.h 头文件中，咱们能够看到 pr_debug 宏的定义。
#if defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG)
#define pr_debug(fmt, ...) \
dynamic_pr_debug(fmt, ##__VA_ARGS__)
#elif defined(DEBUG)
#define pr_debug(fmt, ...) \
printk(KERN_DEBUG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#else
#define pr_debug(fmt, ...) \
no_printk(KERN_DEBUG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#endif
#define dynamic_pr_debug(fmt, ...) \
do { \
DEFINE_DYNAMIC_DEBUG_METADATA(descriptor, fmt); \
if (unlikely(descriptor.flags \
& _DPRINTK_FLAGS_PRINT)) \
__dynamic_pr_debug(&descriptor, pr_fmt(fmt), \
##__VA_ARGS__); \
} while (0)
static inline __printf(1, 2)
int no_printk(const char *fmt, ...)
{
return 0;
}
#define __printf(a, b) \
__attribute__((format(printf, a, b)))
看到这个宏定义，不得不佩服宏的做者。一个小小的宏，综合运用各类技巧和知识点，把 C 语言发挥到极致！
这个宏定义了三个版本。若是咱们在编译内核时有动态调试选项，那么这个宏就定义为 dynamicprdebug。若是没有配置动态调试选项，那咱们还能够经过 DEBUG 这个宏，来控制这个宏的打开和关闭。
no_printk() 做为一个内联函数，定义在 printk.h 头文件中，并且经过 format 属性声明，指示编译器按照 printf 标准去作参数格式检查。
最有意思的是 dynamicprdebug 宏，宏定义采用 do{ ... }while(0) 结构。这看起来貌似有点多余，有它没它，咱们的宏均可以工做。反正都是执行一次，为何要用这种看似“多此一举”的循环结构呢？道理很简单，这样定义就是为了防止宏在条件、选择等分支结构的语句中展开后，产生宏歧义。
好比咱们定义一个宏，由两条打印语句构成。
#define DEBUG() \
printf("hello ");printf("else\n")
int main(void)
{
if(1)
printf("hello if\n");
else
DEBUG();
return 0;
}
程序运行结果以下。
hello if
else
理论状况下，else 分支是执行不到的。但经过运行结果能够看到，程序也执行了 else 分支的一部分代码。这是由于咱们定义的宏由多条语句组成，直接展开后，就变成了下面这样。
int main(void)
{
if(1)
printf("hello if\n");
else
printf("hello ");
printf("else\n")；
return 0;
}
多条语句在宏调用处直接展开，就破坏了程序原来的 if-else 分支结构，致使程序逻辑发生变化，因此你才会看到 else 分支的非正常打印。而采用 do{ ... }while(0) 这种结构，能够将咱们宏定义中的复合语句包起来，宏展开后，就是一个代码块，就避免了这种逻辑错误。
一个小小的宏，暗藏各个知识点，综合使用各类技巧，仔细分析下来，就能学到不少知识。你们在之后的工做和学习中，可能会接触到各类各样、形形色色的宏，只要咱们有牢固的 C 语言基础，熟悉 GNU C 的经常使用扩展语法，再遇到这样相似的宏，咱们均可以慢慢去分析了。不用怕，只有本身真正分析过，才算真正掌握，才能转化为本身的知识和能力，才能领略它的精妙之处。
本文根据《C语言嵌入式Linux高级编程》部分章节改编，视频学习可访问CSDN学院：https://edu.csdn.net/combo/detail/1038
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