c++ - 如何强制执行额外的预处理器宏扫描

Question

我有以下代码:

#define FOO_BAR x
#define FOO(x) FOO_BAR

我确实希望 FOO(2) 扩展为 2，但我得到的是 x。我尝试使用 EXPAND 宏来强制进行额外扫描:

#define FOO_BAR x
#define EXPAND(x) x
#define FOO(x) EXPAND(FOO_BAR)

请注意，这是故意的，FOO_BAR 不接受 x 作为参数。基本上，我不能将 x 传递给 FOO_BAR。

但是效果不是很好。有什么想法吗？

我希望它适用于任何编译器(MSVC、gcc、clang)。

我到底想完成什么

我的最终目标是为 OpenGL 创建类型安全的枚举。所以，我需要做从我的安全枚举到不安全枚举的映射。所以我有类似的东西:

enum class my_enum {
    foo,
    bar
}

GLenum my_enum2gl(my_enum e) {
    switch (e) {
    case my_enum::foo: return GL_FOO;
    case my_enum::bar: return GL_BAR;
    }
    return GL_NONE;
}

因为我很懒，我做了一些preprocessor magic .并将其实现为:

#define PP_IMPL_ENUM_VALUE(enum_pair) __PP_EVAL(__PP_IMPL_ENUM_VALUE enum_pair) 
#define __PP_IMPL_ENUM_VALUE(cpp_enum, gl_enum) cpp_enum,

#define PP_IMPL_CONVERT(enum_pair) __PP_EVAL(__PP_IMPL_CONVERT enum_pair) 
#define __PP_IMPL_CONVERT(cpp_enum, gl_enum) case name::cpp_enum: return gl_enum;

#define DEF_STATE_ENUM(name, ...)                       \
    enum name {                                         \
        PP_FOR_EACH(PP_IMPL_ENUM_VALUE, ##__VA_ARGS__)  \
    };                                                  \
    namespace detail {                                  \
    GLenum name ## 2gl(name e) {                        \
        switch(e) {                                     \
            __PP_EVAL(PP_FOR_EACH(PP_IMPL_CONVERT, ##__VA_ARGS__)) \
        default:                                        \
            assert(!"Unknown value");                   \
            return GL_NONE;                             \
        }                                               \
    }                                                   \
}

DEF_STATE_ENUM(my_enum,
    (foo, GL_FOO),
    (bar, GL_BAR)
)

问题是 __PP_IMPL_CONVERT 使用了未展开的 name。将 x 传递给 FOO_BAR 意味着我将一些额外的参数传递给 PP_FOR_EACH 的仿函数。

Answer 1

你需要明白

1. 预处理器在将参数代入宏的扩展之前完全扩展每个类函数宏的参数，除非它们是 # 或 ## 的操作数> 预处理运算符(在这种情况下它们根本不会扩展)。

2. 通过执行宏扩展修改输入预处理 token 序列后，预处理器自动重新扫描结果以执行进一步的宏扩展。

然后，在您的主要示例中，给定

#define FOO_BAR x
#define FOO(x) FOO_BAR

和一个宏调用

FOO(2)

，预处理器首先宏扩展参数 2，保持不变，然后用扩展替换宏调用。由于展开实际上并没有首先使用参数，因此初始结果是

FOO_BAR

预处理器然后重新扫描它，将 FOO_BAR 识别为类对象宏的标识符，并用它的扩展替换它，产生

x

，如您所见。这是符合标准的 C 预处理器的正常和预期行为，据我所知，C++ 对其预处理器具有等效规范。

插入EXPAND() 宏调用没有帮助，因为问题不在于扩展宏失败，而是宏扩展的时间和上下文。最终，当宏 FOO(x) 的替换文本不使用宏参数 x 时，与该参数关联的实际参数具有对扩容结果没有影响。

我无法完全解决您的实际代码，因为它主要依赖于您未提供其定义的宏 PP_FOR_EACH()。据推测，该宏的名称传达了要点，但正如您所见，细节很重要。但是，如果您实际上了解您的 PP_FOR_EACH 宏是如何工作的，那么我敢打赌您可以想出一个接受额外前导参数的变体，通过它您可以传达(相同的)每个扩展的名称。

或者，这是 X Macros 需要解决的问题被发明。我看到评论中已经提出了替代方案。您甚至可以——小心地——构建一个内部使用 X 宏的解决方案，以保留您现在拥有的顶级接口(interface)。