可变 C/C++ 宏

C/C++ 中，宏是一种预处理指令，允许程序员在编译时执行代码替换。它们很常用，因为它们允许程序员定义通用代码片段。然而，C/C++ 宏有一个限制，它们不能像函数一样拥有可变参数。可变 C/C++ 宏提供了此功能，允许宏在需要时接受不定数量的参数。

宏参数

在 C/C++ 宏中，参数被称为标识符。标识符在定义和使用时都需要以 $符号为前缀。参数的数量必须在宏定义中指定。以下是一个简单的 C/C++ 宏定义的例子，它接受两个参数：

#define SUM(x, y) ((x) + (y))

在这个例子中，SUM 是宏的名称，x 和 y 是参数。

可变参数

可变 C/C++ 宏使用省略号（...）指定它可以接受不定数量的参数。在宏定义中，省略号必须是最后一个参数。以下是一个带有可变参数的 C/C++ 宏定义的例子：

#define SUM(...) GET_SUM(__VA_ARGS__)
#define GET_SUM(...) GET_SUM_(__VA_ARGS__, SUM7, SUM6, SUM5, SUM4, SUM3, SUM2, SUM1, SUM0)(__VA_ARGS__)
#define GET_SUM_(a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, a8, ...) a1 + a2 + a3 + a4 + a5 + a6 + a7 + a8

在这个例子中，SUM 是可变宏的名称。第一行指定了 SUM 宏的参数，... 表示可以接受任意数量的参数。第二行实际上调用了 GET_SUM 宏，它将省略号作为参数传递给其他宏函数（GET_SUM_）。由于 GET_SUM_ 函数只接受固定数量的参数，因此其余参数将被忽略。

虽然上面的宏定义示例中只处理了八个参数，但是可以根据需要设定更多参数。

示例

下面是一个示例，演示了可变 C/C++ 宏定义的一些用法：

#include <stdio.h>

#define LOG(...) printf(__VA_ARGS__)

#define MAX(a, b, ...) \
    ({ \
        __typeof__(a) _a = (a); \
        __typeof__(b) _b = (b); \
        __typeof__(_a + _b) _max = _a > _b ? _a : _b; \
        if (__VA_ARGS__) { \
            __typeof__(_max) _rest = MAX(__VA_ARGS__); \
            _max = _max > _rest ? _max : _rest; \
        } \
        _max; \
    })

int main() {
    LOG("Hello %s!\n", "world");
    LOG("Max is %d\n", MAX(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10));
    return 0;
}

在这个例子中，LOG 是一个简单的可变宏，用于输出日志信息。MAX 宏是一个更复杂的宏，它可以接受任意数量的参数，并返回它们中的最大值。MAX 宏使用 GCC 的语言扩展（typeof 和 statement expressions），它定义了一个临时变量 _max 确定前两个参数的最大值。然后，它使用递归调用 MAX 宏，将其他参数与 _max 比较，以便找到最大值。

总结

在 C/C++ 中，可变宏是强大而灵活的工具，它可以帮助程序员编写高度可重用的代码。虽然有一些限制，但它们仍然比函数更有用，因为它们可以接受任意数量的参数。在使用可变 C/C++ 宏时，请记住，宏展开时可能会出现不希望的副作用，因此请小心使用。