C/C++可變參數，“## __VA_ARGS__”宏的介紹和使用

在閱讀代碼的時候，在一個宏定義語句中，發現了個之前未曾見過的編譯器預定義宏：“__VA_ARGS__”。當時，從代碼語句中推測它代表宏參數：“…”（本文稱之為省略號），依稀記得printf函數聲明中有使用這個省略號，大概的意思是表示可變化的參數，但未深入了解。

在網上看了相關文章的介紹，主要涉及了C/C++函數中可變化參數的基礎知識，並延伸到宏定義中的可變參數。借這一次的學習，算是對可變化參數有了比較詳細的了解，尤其是解開了一直萦繞在頭腦中printf函數聲明中這個省略號的疑惑。

為更好了解C/C++中可變參數的知識，我從網上摘錄了兩篇文章，算是自己的一個總結。本篇主要是關於“## __VA_ARGS__”宏的介紹和使用。

C++ Primer Plus 第6版 中文版 清晰有書簽PDF+源代碼 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101227.htm

讀C++ Primer 之構造函數陷阱 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40176.htm

讀C++ Primer 之智能指針 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40177.htm

讀C++ Primer 之句柄類 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40175.htm

C++11 獲取系統時間庫函數 time since epoch http://www.linuxidc.com/Linux/2014-03/97446.htm

C++11中正則表達式測試 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-08/69086.htm

在GNU C中，宏可以接受可變數目的參數，就象函數一樣，例如:

  1 2 #define pr_debug(fmt,arg...) \ printk(KERN_DEBUG fmt, ##arg)

用可變參數宏(variadic macros)傳遞可變參數表
你可能很熟悉在函數中使用可變參數表，如:

  1 void printf(const char* format, ...);

直到最近，可變參數表還是只能應用在真正的函數中，不能使用在宏中。

C99編譯器標准終於改變了這種局面，它允許你可以定義可變參數宏(variadic macros)，這樣你就可以使用擁有可以變化的參數表的宏。可變參數宏就像下面這個樣子:

  1 #define debug(...) printf(__VA_ARGS__)

缺省號代表一個可以變化的參數表。使用保留名 __VA_ARGS__ 把參數傳遞給宏。當宏的調用展開時，實際的參數就傳遞給 printf()了。例如:

  1 Debug("Y = %d\n", y);

而處理器會把宏的調用替換成:

  1 printf("Y = %d\n", y);

因為debug()是一個可變參數宏，你能在每一次調用中傳遞不同數目的參數:

  1 debug("test");  // 一個參數

可變參數宏不被ANSI/ISO C++ 所正式支持。因此，你應當檢查你的編譯器，看它是否支持這項技術。

用GCC和C99的可變參數宏， 更方便地打印調試信息

gcc的預處理提供的可變參數宏定義真是好用:

  1 2 3 4 5 6 #ifdef DEBUG #define dbgprint(format,args...) \ fprintf(stderr, format, ##args) #else #define dbgprint(format,args...) #endif

如此定義之後，代碼中就可以用dbgprint了，例如dbgprint("%s", __FILE__);

下面是C99的方法:

  1 #define dgbmsg(fmt,...) printf(fmt,__VA_ARGS__)

新的C99規范支持了可變參數的宏
具體使用如下:

以下內容為程序代碼:

  1 2 3 4 5 6 7 8 #include <stdarg.h> #include <stdio.h> #define LOGSTRINGS(fm, ...) printf(fm,__VA_ARGS__) int main() { LOGSTRINGS("hello, %d ", 10); return 0; }

但現在似乎只有gcc才支持。
可變參數的宏裡的'##'操作說明帶有可變參數的宏(Macros with a Variable Number of Arguments)
在1999年版本的ISO C 標准中，宏可以象函數一樣，定義時可以帶有可變參數。宏的語法和函數的語法類似。下面有個例子:

  1 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)

這裡，'...'指可變參數。這類宏在被調用時，它(這裡指'...')被表示成零個或多個符號，包括裡面的逗號，一直到到右括弧結束為止。當被調用時，在宏體(macro body)中，那些符號序列集合將代替裡面的__VA_ARGS__標識符。更多的信息可以參考CPP手冊。
GCC始終支持復雜的宏，它使用一種不同的語法從而可以使你可以給可變參數一個名字，如同其它參數一樣。例如下面的例子:

  1 #define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)

這和上面舉的那個ISO C定義的宏例子是完全一樣的，但是這麼寫可讀性更強並且更容易進行描述。
GNU CPP還有兩種更復雜的宏擴展，支持上面兩種格式的定義格式。
在標准C裡，你不能省略可變參數，但是你卻可以給它傳遞一個空的參數。例如，下面的宏調用在ISO C裡是非法的，因為字符串後面沒有逗號:
debug ("A message")
GNU CPP在這種情況下可以讓你完全的忽略可變參數。在上面的例子中，編譯器仍然會有問題(complain)，因為宏展開後，裡面的字符串後面會有個多余的逗號。

為了解決這個問題，CPP使用一個特殊的'##'操作。書寫格式為:

  1 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __VA_ARGS__)

這裡，如果可變參數被忽略或為空，'##'操作將使預處理器(preprocessor)去除掉它前面的那個逗號。如果你在宏調用時，確實提供了一些可變參數，GNU CPP也會工作正常，它會把這些可變參數放到逗號的後面。象其它的pasted macro參數一樣，這些參數不是宏的擴展。
##還可以起到替換作用
如:

  1 #define FUN(IName) IName##_ptr

這裡將會把IName變成實際數據.

怎樣寫參數個數可變的宏
一種流行的技巧是用一個單獨的用括弧括起來的的 ``參數" 定義和調用宏, 參數在 宏擴展的時候成為類似 printf() 那樣的函數的整個參數列表。

  1 2 #define DEBUG(args) (printf("DEBUG: "), printf args) if (n != 0) DEBUG(("n is %d\n", n));

明顯的缺陷是調用者必須記住使用一對額外的括弧。
gcc 有一個擴展可以讓函數式的宏接受可變個數的參數。 但這不是標准。另一種 可能的解決方案是根據參數個數使用多個宏 (DEBUG1, DEBUG2, 等等), 或者用逗號玩個這樣的花招:

  1 2 3 #define DEBUG(args) (printf("DEBUG: "), printf(args)) #define _ , DEBUG("i = %d" _ i);

C99 引入了對參數個數可變的函數式宏的正式支持。在宏 ``原型" 的末尾加上符號 ... (就像在參數可變的函數定義中), 宏定義中的偽宏 __VA_ARGS__ 就會在調用是 替換成可變參數。
最後, 你總是可以使用真實的函數, 接受明確定義的可變參數

如果你需要替換宏, 使用一個 函數和一個非函數式宏, 如 #define printf myprintf