为什么要在宏中使用明显无意义的 do-while 和 if-else 语句？

和在那里使它成为一个 宏后面的分号总是表示相同的意思。比方说你 有类似你的第二个宏的东西。do ... whileif ... else

#define BAR(X) f(x); g(x)

现在，如果你要在一个语句中使用，其中 if 语句的主体没有用大括号括起来，你会得到一个糟糕的惊喜。BAR(X);if ... else

if (corge)
  BAR(corge);
else
  gralt();

上面的代码将扩展为

if (corge)
  f(corge); g(corge);
else
  gralt();

这在语法上是不正确的，因为 else 不再与 if 相关联。在宏中用大括号括起来是没有帮助的，因为大括号后面的分号在语法上是不正确的。

if (corge)
  {f(corge); g(corge);};
else
  gralt();

有两种方法可以解决此问题。第一种是使用逗号对宏中的语句进行排序，而不会剥夺其像表达式一样运行的能力。

#define BAR(X) f(X), g(X)

上面版本的 bar 将上面的代码扩展为下面的代码，这在语法上是正确的。BAR

if (corge)
  f(corge), g(corge);
else
  gralt();

如果你有一个更复杂的代码体需要放在它自己的块中，比如说声明局部变量，这是行不通的。在最一般的情况下，解决方案是使用 like 使宏成为单个语句，该语句采用分号而不会混淆。f(X)do ... while

#define BAR(X) do { \
  int i = f(X); \
  if (i > 4) g(i); \
} while (0)

你不必使用 ，你也可以用它来做一些事情，尽管当在内部扩展时，它会导致“悬空的 else”，这可能会使现有的悬空 else 问题更难找到，如下面的代码所示。do ... whileif ... elseif ... elseif ... else

if (corge)
  if (1) { f(corge); g(corge); } else;
else
  gralt();

关键是在悬空分号错误的上下文中用完分号。当然，在这一点上可以（而且可能应该）争辩说，最好声明为实际函数，而不是宏。BAR

总之，可以解决 C 预处理器的缺点。当那些 C 风格指南告诉你放弃 C 预处理器时，这就是他们所担心的事情。do ... while

@jfm3 - 你对这个问题有一个很好的答案。您可能还想补充一点，宏习语还可以使用简单的“if”语句来防止可能更危险（因为没有错误）的意外行为：

#define FOO(x)  f(x); g(x)

if (test) FOO( baz);

扩展至：

if (test) f(baz); g(baz);

这在语法上是正确的，因此没有编译器错误，但可能会产生意想不到的后果，即 g（） 将始终被调用。

宏是预处理器将放入真实代码中的复制/粘贴文本片段;宏的作者希望替换将产生有效的代码。

有三个好的“技巧”可以做到这一点：

帮助宏像真正的代码一样运行

普通代码通常以分号结尾。如果用户视图代码不需要...

doSomething(1) ;
DO_SOMETHING_ELSE(2)  // <== Hey? What's this?
doSomethingElseAgain(3) ;

这意味着，如果缺少分号，用户希望编译器产生错误。

但真正真正的好理由是，在某个时候，宏的作者可能需要用真正的函数（也许是内联的）替换宏。因此，宏应该真正表现得像一个宏。

因此，我们应该有一个需要分号的宏。

生成有效代码

如 jfm3 的回答所示，有时宏包含多个指令。如果在 if 语句中使用宏，这将有问题：

if(bIsOk)
   MY_MACRO(42) ;

此宏可以扩展为：

#define MY_MACRO(x) f(x) ; g(x)

if(bIsOk)
   f(42) ; g(42) ; // was MY_MACRO(42) ;

无论 的值如何，都将执行该函数。gbIsOk

这意味着我们必须向宏添加一个范围：

#define MY_MACRO(x) { f(x) ; g(x) ; }

if(bIsOk)
   { f(42) ; g(42) ; } ; // was MY_MACRO(42) ;

生成有效代码 2

如果宏如下所示：

#define MY_MACRO(x) int i = x + 1 ; f(i) ;

在以下代码中，我们可能会遇到另一个问题：

void doSomething()
{
    int i = 25 ;
    MY_MACRO(32) ;
}

因为它会扩展为：

void doSomething()
{
    int i = 25 ;
    int i = 32 + 1 ; f(i) ; ; // was MY_MACRO(32) ;
}

当然，这段代码是无法编译的。因此，解决方案再次使用范围：

#define MY_MACRO(x) { int i = x + 1 ; f(i) ; }

void doSomething()
{
    int i = 25 ;
    { int i = 32 + 1 ; f(i) ; } ; // was MY_MACRO(32) ;
}

代码再次正常运行。

结合分号 + 示波器效果？

有一个 C/C++ 习惯用语会产生这种效果：do/while 循环：

do
{
    // code
}
while(false) ;

do/while 可以创建一个作用域，从而封装宏的代码，并且最终需要一个分号，从而扩展为需要分号的代码。

奖金？

C++ 编译器将优化 do/while 循环，因为它的后置条件为 false 的事实在编译时是已知的。这意味着像这样的宏：

#define MY_MACRO(x)                                  \
do                                                   \
{                                                    \
    const int i = x + 1 ;                            \
    f(i) ; g(i) ;                                    \
}                                                    \
while(false)

void doSomething(bool bIsOk)
{
   int i = 25 ;

   if(bIsOk)
      MY_MACRO(42) ;

   // Etc.
}

将正确展开为

void doSomething(bool bIsOk)
{
   int i = 25 ;

   if(bIsOk)
      do
      {
         const int i = 42 + 1 ; // was MY_MACRO(42) ;
         f(i) ; g(i) ;
      }
      while(false) ;

   // Etc.
}

然后被编译和优化为

void doSomething(bool bIsOk)
{
   int i = 25 ;

   if(bIsOk)
   {
      f(43) ; g(43) ;
   }

   // Etc.
}

我不认为有人提到过，所以考虑一下

while(i<100)
  FOO(i++);

将被翻译成

while(i<100)
  do { f(i++); g(i++); } while (0)

请注意宏如何计算两次。这可能会导致一些有趣的错误。i++

虽然编译器可以优化循环，但还有另一种解决方案不需要这种结构。解决方案是使用逗号运算符：do { ... } while(false);

#define FOO(X) (f(X),g(X))

或者更奇特的是：

#define FOO(X) g((f(X),(X)))

虽然这在单独的指令中效果很好，但它不适用于变量被构造并用作 ：#define

#define FOO(X) (int s=5,f((X)+s),g((X)+s))

有了这个，人们将被迫使用 do/while 结构。

由于某些原因，我无法对第一个答案发表评论......

你们中的一些人展示了带有局部变量的宏，但没有人提到你不能在宏中使用任何名称！总有一天它会咬用户！为什么？因为输入参数已替换到宏模板中。在您的宏示例中，您使用了可能是最常用的变量名称 i。

例如，当以下宏

#define FOO(X) do { int i; for (i = 0; i < (X); ++i) do_something(i); } while (0)

用于以下函数

void some_func(void) {
    int i;
    for (i = 0; i < 10; ++i)
        FOO(i);
}

宏不会使用在 some_func 开头声明的预期变量 i，而是使用在 do ...while 循环。

因此，切勿在宏中使用公共变量名称！

上面的答案解释了这些结构的含义，但两者之间存在未提及的显着差异。事实上，比起构造，更喜欢 是有原因的。do ... whileif ... else

该结构的问题在于它不会强迫您输入分号。就像在这段代码中一样：if ... else

FOO(1)
printf("abc");

虽然我们错误地省略了分号，但代码将扩展到

if (1) { f(X); g(X); } else
printf("abc");

并且会静默编译（尽管某些编译器可能会发出无法访问代码的警告）。但是该语句永远不会被执行。printf

do ... whileconstruct 没有这样的问题，因为 之后唯一有效的标记是分号。while(0)

解释

do {} while (0)并确保宏扩展到仅 1 条指令。否则：if (1) {} else

if (something)
    FOO(X); 

将扩展到：

if (something)
    f(X); g(X); 

并且将在控制语句之外执行。使用 和 时可以避免这种情况。g(X)ifdo {} while (0)if (1) {} else

---

更好的选择

使用 GNU 语句表达式（不是标准 C 的一部分），您有更好的方法来解决此问题，只需使用：do {} while (0)if (1) {} else({})

#define FOO(X) ({f(X); g(X);})

此语法与返回值兼容（请注意，不是），如下所示：do {} while (0)

return FOO("X");

Jens Gustedt 的 P99 预处理器库（是的，这样的东西存在的事实也让我大吃一惊！）通过定义以下内容，以一种小而重要的方式改进了该结构：if(1) { ... } else

#define P99_NOP ((void)0)
#define P99_PREFER(...) if (1) { __VA_ARGS__ } else
#define P99_BLOCK(...) P99_PREFER(__VA_ARGS__) P99_NOP

这样做的基本原理是，与构造不同，并且仍然在给定的块内工作，但如果在宏调用后省略分号，则会产生语法错误，否则会跳过下一个块。（这里实际上不存在“悬空其他”问题，因为绑定到最近的 ，即宏中的那个。do { ... } while(0)breakcontinue((void)0)elseif

如果您对使用 C 预处理器可以或多或少安全地完成各种事情感兴趣，请查看该库。