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C宏——智者的利刃,愚者的惡夢!

編輯:關於C++

水平不高不低的C++程序員最喜歡掛在嘴上的一句話就是:C宏,萬惡之首,錯誤的開端,應該被廢棄。

請注意,我用了一句不敬的修飾語“水平不高不低的”。為什麼這麼說?因為水平低都插不上話,都在在靜靜地聽老前輩布道呢。水平高的,比如Bane Stroustrup老人家,也只是說若干種場合下C++語言能夠提供比C macro更好的解決方案,而沒有完全否定C macro的價值。但是話就怕傳來傳去,一傳就走樣。久而久之,就被傳成上面那句話。其實說來也很好笑:java程序員經常說java比C++好,說C++手動釋放內存老搞內存洩漏;C++程序員便反駁說,那是你水平低不會用。但是談到C宏,水平不高不低的C++程序員居然也走java的老路了——明明是自己不會用,自己知道的少,卻把責任推卸到C宏上。你自己笨我管不著,但是錯誤的言論如果誤導後人就不好了吧。

本文就舉幾個簡單的使用C宏的例子,如果這些例子用C++不用宏的語法能更好的解決,那麼你一定要回復blog告訴我,這樣下次我就不亂說話了。否則,笑笑很生氣,後果很嚴重。

例一、用C宏,書寫代碼更簡潔這段代碼寫網絡程序的朋友都很眼熟,是Net/3中mbuf的實現。

struct mbuf
{
  struct m_hdr mhdr;
  union {
    struct
    {
      struct pkthdr MH_pkthdr; /* M_PKTHDR set */
      union
      {
        struct m_ext MH_ext; /* M_EXT set */
        char MH_databuf[MHLEN];
      } MH_dat;
    } MH;
    char M_databuf[MLEN];    /* !M_PKTHER, !M_EXT*/
  } M_dat;
};

上面的代碼,假如我想訪問最裡層的MH_databuf,那麼我必須寫M_dat.MH.MH_dat.MH_databuf; 這是不是很長,很難寫呀?這樣的代碼閱讀起來也不明了。其實,對於MH_pkthdr、MH_ext、MH_databuf來說,雖然不是在一個結構層次上,但是如果我們站在mbuf之外來看,它們都是mbuf的屬性,完全可以壓扁到一個平面上去看。所以,源碼中有這麼一組宏:#define m_next   m_hdr.mh_next
#define m_len    m_hdr.mh_len
#define m_data   m_hdr.mh_data
... ...
#define m_pkthdr  M_dat.MH.MH_pkthdr
#define m_pktdat  M_dat.MH.MH_dat.MH_databuf
... ...

這樣寫起代碼來,是不是很精練呢!

例二、用C宏,實現跨平台和編譯器的需要這方面的例子太好舉了,一舉一大摞,就從VC的庫源碼中隨意copy一段出來吧。

#ifndef _CRTAPI1
#if _MSC_VER >= 800 && _M_IX86 >= 300
#define _CRTAPI1 __cdecl
#else /* _MSC_VER >= 800 && _M_IX86 >= 300 */
#define _CRTAPI1
#endif /* _MSC_VER >= 800 && _M_IX86 >= 300 */
#endif /* _CRTAPI1 */
#ifndef _SIZE_T_DEFINED
typedef unsigned int size_t;
#define _SIZE_T_DEFINED
#endif /* _SIZE_T_DEFINED */
#ifndef _MAC
#ifndef _WCHAR_T_DEFINED
typedef unsigned short wchar_t;
#define _WCHAR_T_DEFINED
#endif /* _WCHAR_T_DEFINED */
#endif /* _MAC */
#ifndef _NLSCMP_DEFINED
#define _NLSCMPERROR  2147483647 /* currently == INT_MAX */
#define _NLSCMP_DEFINED
#endif /* _NLSCMP_DEFINED */

請問,這些指示宏如何取代呢?如果真的是沒有了這些宏,實現起來就更麻煩了吧。

例三、用C宏,自動生成代碼這方面的例子也是多得很,不過有鑒於很多朋友不用很多編譯器,不做嵌入式的開發,我就舉個win平台的例子吧。我們知道MFC實現了windows的消息映射,比如:

ON_COMMAND(IDM_ABOUT, OnAbout)
ON_COMMAND(IDM_FILENEW, OnFileNew)

它是如何實現的IDM_ABOUT和OnAbout的關聯的呢?這要用到幾個宏。

#define DECLARE_MESSAGE_MAP() \
private: \
static const AFX_MSGMAP_ENTRY _messageEntries[]; \
protected: \
static AFX_DATA const AFX_MSGMAP messageMap; \
virtual const AFX_MSGMAP* GetMessageMap() const; \
#define BEGIN_MESSAGE_MAP(theClass, baseClass) \
const AFX_MSGMAP* theClass::GetMessageMap() const \
{ return &theClass::messageMap; } \
AFX_COMDAT AFX_DATADEF const AFX_MSGMAP theClass::messageMap = \
{ &baseClass::messageMap, &theClass::_messageEntries[0] }; \
AFX_COMDAT const AFX_MSGMAP_ENTRY theClass::_messageEntries[] = \
{ \
#define ON_COMMAND(id, memberFxn) \
{ WM_COMMAND, 0, (WORD)id, (WORD)id, AfxSig_vv, (AFX_PMSG)memberFxn },
#define END_MESSAGE_MAP() \
{0, 0, 0, 0, AfxSig_end, (AFX_PMSG)0 } \
}; \
#define DECLARE_MESSAGE_MAP() \
private: \
static const AFX_MSGMAP_ENTRY _messageEntries[]; \
protected: \
static AFX_DATA const AFX_MSGMAP messageMap; \
virtual const AFX_MSGMAP* GetMessageMap() const; \
#define BEGIN_MESSAGE_MAP(theClass, baseClass) \
const AFX_MSGMAP* theClass::GetMessageMap() const \
{ return &theClass::messageMap; } \
AFX_COMDAT AFX_DATADEF const AFX_MSGMAP theClass::messageMap = \
{ &baseClass::messageMap, &theClass::_messageEntries[0] }; \
AFX_COMDAT const AFX_MSGMAP_ENTRY theClass::_messageEntries[] = \
{ \
#define ON_COMMAND(id, memberFxn) \
{ WM_COMMAND, 0, (WORD)id, (WORD)id, AfxSig_vv, (AFX_PMSG)memberFxn },
#define END_MESSAGE_MAP() \
{0, 0, 0, 0, AfxSig_end, (AFX_PMSG)0 } \
}; \

嘿嘿,就這麼幾個宏,就構造出一個消息數組來。

例四、用C宏,智者思維的火花說了半天了,嘴皮子都干了,舉個例子大家輕松一下——看看人家老外是怎麼用宏的。這個例子摘自《C專家編程》。 根據位模式構建圖形圖標(icon)或者圖形(glyph),是一種小型的位模式映射於屏幕產生的圖像。一個位代表圖像上的一個像素。如果一個位被設置,那麼它所代表的像素就是“亮”的。如果一個位被清除,那麼它所代表的像素就是“暗”的。所以,一系列的整數值能夠用於為圖像編碼。類似Iconedit這樣的工具就是用於繪圖的,他們所輸出的是一個包含一系列整型數的ASCII文件,可以被一個窗口程序所包含。它所存在的問題是程序中的圖標只是一串十六進制數。在C語言中,典型的16X16的黑白圖形可能如下:

static unsigned short stopwatch[] = {
0x07C6,
0x1FF7,
0x383B,
0x600C,
0x600C,
0xC006,
0xC006,
0xDF06,
0xC106,
0xC106,
0x610C,
0x610C,
0x3838,
0x1FF0,
0x07C0,
0x0000
};

正如所看到的那樣,這些C語言常量並未有提供有關圖形實際模樣的任何線索。這裡有一個驚人的#define定義的優雅集合,允許程序建立常量使它們看上去像是屏幕上的圖形。

#define X )*2+1
#define _ )*2
#define s ((((((((((((((((0 /* For building glyphs 16 bits wide */

定義了它們之後,只要畫所需要的圖標或者圖形等,程序會自動創建它們的十六進制模式。使用這些宏定義,程序的自描述能力大大加強,上面這個例子可以轉變為:

static unsigned short stopwatch[] =
{
s _ _ _ _ _ X X X X X _ _ _ X X _ ,
s _ _ _ X X X X X X X X X _ X X X ,
s _ _ X X X _ _ _ _ _ X X X _ X X ,
s _ X X _ _ _ _ _ _ _ _ _ X X _ _ ,
s _ X X _ _ _ _ _ _ _ _ _ X X _ _ ,
s X X _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ X X _ ,
s X X _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ X X _ ,
s X X _ X X X X X _ _ _ _ _ X X _ ,
s X X _ _ _ _ _ X _ _ _ _ _ X X _ ,
s X X _ _ _ _ _ X _ _ _ _ _ X X _ ,
s _ X X _ _ _ _ X _ _ _ _ X X _ _ ,
s _ X X _ _ _ _ X _ _ _ _ X X _ _ ,
s _ _ X X X _ _ _ _ _ X X X _ _ _ ,
s _ _ _ X X X X X X X X X _ _ _ _ ,
s _ _ _ _ _ X X X X X _ _ _ _ _ _ ,
s _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
};

顯然,與前面的代碼相比,它的意思更為明顯。標准的C語言具有八進制、十進制和十六進制常量,但沒有二進制常量,否則的話倒是一種更為簡單的繪制圖形模式的方法。

如果抓住書的右上角,並斜這看這一頁,可能會猜測這是一個用於流行窗口系統的“cursor busy”小秒表圖形。我是在幾年前從Usenet comp.lang.c新聞組學到這個技巧的。

千萬不要忘了在繪圖結束後清除這些宏定義,否這很可能會給你後面的代碼帶來不可預測的後果。

好了,今天的廢話就到這裡了。水能載舟,亦能覆舟,把握好手中的雙刃劍,讓它好好的為你服務吧,別割破了手。:)

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