首先,回顧一下基礎的巨集操作: C語言巨集 #與## #的作用是字元串化:在一個巨集中的參數前面使用一個#,預處理器會把這個參數轉換為一個字元數組 #define ERROR_LOG(info) fprintf(stderr,"error:"#info"\n"); 則有: ERROR_LOG("add") ...
首先,回顧一下基礎的巨集操作:
C語言巨集
#
與##
-
#
的作用是字元串化:在一個巨集中的參數前面使用一個#,預處理器會把這個參數轉換為一個字元數組#define ERROR_LOG(info) fprintf(stderr,"error:"#info"\n");
則有:
ERROR_LOG("add"); ---> fprintf(stderr,"error: "add"\n"); ERROR_LOG(devied =0); ---> fprintf(stderr,"error: devied=0\n");
-
#
是一種分隔連接方式,它的作用是先分隔,然後進行強制連接。例如:
#define XNAME(n) x##n
那麼
XNAME(4)
就會展開為x4
.
do{/*codes*/}while(0)
採用這種方式是為了防範在使用巨集過程中出現錯誤,主要有如下幾點:
(1)空的巨集定義避免warning
:
#define foo() do{}while(0)
(2)存在一個獨立的block
,可以用來進行變數定義,進行比較複雜的實現。
(3)如果出現在判斷語句過後的巨集,這樣可以保證作為一個整體來是實現:
#define foo() \
action1(); \
action2();
在遇到分支語句時:
if(NULL == pPtr)
foo();
foo()
中的兩個語句就不會都被執行。
(4)為何不用單獨的{}
#define switch(x,y) {int tmp; tmp=x;x=y;y=tmp;}
if(x>y)
switch(x,y);
else
op();
在把巨集引入代碼中,會多出一個分號,從而會報錯。
變參巨集: ···
與__VA_ARGS__
某些函數接受可變的參數例如printf()
,在頭文件stdvar.h
中有工具可以自定義變參巨集。
把巨集參數列表中最後的參數用···
省略,而__VA_ARGS__
可用在替換部分,錶面省略號代表的東西。
#define PR(···) printf(__VA_ARGS__)
例如:
PR("THIS IS __VA_ARGS__");
會被展開為:
printf("THIS IS __VA_ARGS__");
預定義符號
符號 | 樣例值 | 含義 |
---|---|---|
__FILE__ |
"test.c" |
進行編譯的文件名 |
__LINE__ |
25 |
當前行的行號 |
__DATE__ |
"Jan 31 2001" |
被編譯的日期 |
__TIME__ |
"23:17:24" |
被編譯的時間 |
__STDC__ |
1 |
是否遵循ANSI C |
__FUNCTION__ |
main |
所在函數名稱 |
這些巨集與編譯器有關,有些支持有些不支持.
如下程式:
運行結果為:
註意到: 如果用函數或內聯函數,每次的行號便都會相同。
下麵是內核中,常見的兩個巨集:
Linux常用的兩個巨集
offsetof
該巨集的定義如下:
#define __offsetof__(type, member) ( ( size_t ) & ( ( type * ) 0 )->member )
作用是獲取結構體某成員變數的偏移量。
分析如下:
(type *)0
將0轉化為該類型的指針,即地址為0x00000000((type *)0)->member
訪問成員member
&(((type *)0)->member)
獲取該成員地址(也就是其偏移量)(size_t)&(((type *)0)->member)
將地址轉化為size_t
類型 即偏移量
這裡訪問0指針為何不會報錯,取決於gcc
對於該過程的優化,不會直接訪問空間而是直接獲得地址.
container_of
該巨集的定義如下:
#define __container_of__(ptr, type, member) ({\
const typeof ( ( ( type * ) 0 ) -> member ) *__mptr=(ptr);\
( type * )( ( char * )__mptr - __offsetof__( type, member ) );\
})
要理解這段巨集,需要知道幾個GCC C EXTENSIONS
,查閱GCC MANUAL
:
1.Statements and Declarations in Expressions
2.Referring to a Type with typeof
手冊中也給出了一個典型的用法示例:
這段巨集的分析如下:
typeof()
為GNU C
,獲得變數類型typeof (((type *)0 )->member)
起始地址為0
再獲取member
最後返回member類型const typeof (((type *)0 )->member) * __mptr=(ptr)
定義__
mptr 指針,指向ptr指向的地址,併成為常量指針(char *)__mptr
__mptr
轉化為字元型指針(運算以1個位元組為單位)- __offsetof__(type,member))
減去該成員的偏移量(type*)( ( char * )__mptr - __offsetof__(type,member))
最後轉化為指向該類型的指針(指向該類型的首地址)
關於上述兩個巨集的一段程式如下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
/**
* 獲取結構體變數成員的偏移量
* @param type 類型(struct)
* @param member 成員
*/
#define __offsetof__(type, member) ( ( size_t ) & ( ( type * ) 0 )->member )
/**
* 獲取指向整個結構體的指針
* @param ptr 指向成員(member)變數的指針
* @param type 類型(struct)
* @param member 成員變數
*/
#define __container_of__(ptr, type, member) ({\
const typeof ( ( ( type * ) 0 ) -> member ) *__mptr=(ptr);\
( type * )( ( char * )__mptr - __offsetof__( type, member ) );\
})
typedef struct Student {
char gender;
int id;
int age;
char name[20];
double score;
} Stu;
int main() {
int gender_offset,id_offset,age_offset,name_offset,score_offset;
gender_offset = __offsetof__(struct Student, gender);
id_offset = __offsetof__(struct Student, id);
age_offset = __offsetof__(struct Student, age);
name_offset = __offsetof__(struct Student, name);
score_offset = __offsetof__(struct Student, score);
printf("%d\t%d\t%d\t%d\t%d\n", gender_offset, id_offset, age_offset, name_offset, score_offset);
Stu stu;
Stu *pstu;
stu.gender = '1';
stu.id = 9527;
stu.age = 18;
stu.score = 98.2;
strcpy(stu.name, "elioyang");
pstu = __container_of__(&stu.id, Stu, id);
printf("gender=%c\n", pstu->gender);
printf("age=%d\n", pstu->age);
printf("name=%s\n", pstu->name);
printf("score=%lf", pstu->score);
return 0;
}
運行結果如下:
0 4 8 12 32
gender=1
age=18
name=elioyang
score=98.200000