C语言宏定义中的#和##

#和##是宏定义中常用的两个预处理运算符

其中#用于记号串化，##用于记号黏结，下面分别介绍它们。

1. 记号串化(#)

记号串化可以将函数式宏定义中的实参转换为字符串。在函数式宏定义中，如果替换列表中有“#”，则其后的预处理记号必须是当前宏的形参。在预处理期间，“#”连同它后面的形参一起被实参取代。例如

#include <stdio.h>
#define PSQR(x) printf("The square of " #x " is %d.\n",((x)*(x)))
int main(void)
{
    int y = 5;
    PSQR(y);
    PSQR(2 + 4);
    PSQR( 3   *   2  );
    return 0;
}

程序运行结果如下：

第1次调用宏时，用"y"替换#x。第2次调用宏时，用"2 + 4"替换#x。第3次调用宏时，用"3 * 2"替换#x。

ANSI C字符串的串联特性将这些字符串与printf()语句的其他字符串组合，生成最终的字符串。例如，第1次调用变成：

printf("The square of " "y" " is %d.\n",((y)*(y)));

然后，字符串串联功能将这3个相邻的字符串组合成一个字符串：

"The square of y is %d.\n"

如果传入的实参中间有空白，则不管有多少，都被转换为一个空格，参数开头和末尾的空白都被删除。例如第3次调用宏时，实参“3   *   2  ”转换为“3 * 2”。

2. 记号黏结(##)

与#运算符类似，##运算符可用于函数式宏的替换部分，它把两个记号组合成一个记号。例如，可以这样定义函数式宏：

#define XNAME(n) x ## n

然后，展开宏XNAME(4)为x4。

记号黏结的作用是将几个预处理记号合并为一个。在一个函数式宏定义中，如果一个预处理记号的前面或者后面有"##"，则该记号将与它前面或者后面的记号合并，如果该预处理记号是宏的形参，则用实参执行合并。例如：

#define F(x, y, z)   x##y##r
char F(a, b, c);

第2行的宏调用，其扩展之后如下：

char abr;

需要注意的是，在函数式宏定义中，“##”不能位于替换列表的开头和结尾。

#include <stdio.h>
#define XNAME(n) x ## n
#define PRINT_XN(n) printf("x" #n " = %d\n", x ## n);
int main(void)
{
     int XNAME(1) = 14; // 转换为 x1 = 14;
     int XNAME(2) = 20; // 转换为 int x2 = 20;
     int x3 = 30;
     PRINT_XN(1); // 转换为 printf("x1 = %d\n", x1);
     PRINT_XN(2); // 转换为 printf("x2 = %d\n", x2);
     PRINT_XN(3); // 转换为 printf("x3 = %d\n", x3);
     return 0;
}

程序运行结果如下。

3. 分析程序运行结果

#include <stdio.h>
#define f(a,b) a##b
#define g(a)   #a
#define h(a) g(a)
int main()
{
    printf("h(f(1,2))展开为：%s\n",h(f(1,2)));
    printf("g(f(1,2))展开为：%s\n",g(f(1,2)));
    return 0;
}

宏展开顺序大致可以归结为：

第一步：首先用实参代替形参，将实参代入宏文本中

第二步：如果实参也是宏，则展开实参

第三步：最后继续处理宏替换后的宏文本，如果仍包含宏，则继续展开

注意：如果在第二步，实参代入宏文本后，实参之前或之后遇到#或##，实参不再展开

根据以上宏展开步骤分析第8行的宏调用h(f(1,2))，其展开步骤为：

h(f(1,2))-->g(f(1,2))-->g(1##2)-->g(12)-->"12"

第9行的宏调用g(f(1,2))，其展开步骤为：

g(f(1,2))-->#f(1,2)-->"f(1,2)"

上面程序运行结果如下。