C++ 预处理器不知道模板参数?

C++ preprocessors are not aware of template arguments?

看起来,如果将具有多个参数的模板实例化作为参数传递给宏,C++ 预处理器将失败。

请参阅下面的示例。

#include <stdio.h>

#define FOO(v) printf("%d\n",v::val())

template<int N>
struct bar {
    static int val() { return N; }
};
template<int N, int M>
struct baz {
    static int val() { return N+M; }
};

int main() {
    printf("%d\n",bar<1>::val());
    printf("%d\n",baz<1,2>::val());
    FOO(bar<10>);       // OK
    FOO(baz<20,30>);    // error: too many arguments provided to function-like macro invocation
    FOO((baz<20,30>));  // error: '::val' has not been declared
}

Tested 使用 clang++ 和 g++

它应该被视为一个错误吗?

不,这不是错误。

c 预处理器与其他语言不同,它有自己的规则。更改此设置会严重破坏兼容性,CPP 是高度严格标准化的。

解决这些逗号问题的常用方法是,

typedef baz<20,30> baz2030_type;
FOO(baz2030_type);

宏的参数被视为纯文本字符串,参数之间用逗号分隔。因此,模板中的逗号将被视为分隔符。因此,预处理器会认为您已将两个参数传递给单个参数宏,因此会出现错误。

C/C++ 预处理器将逗号识别为宏参数分隔符,除非它们嵌套在括号内。只是括号。方括号、大括号和模板标记不算在内:

The individual arguments within the list are separated by comma preprocessing tokens, but comma preprocessing tokens between matching inner parentheses do not separate arguments. (C++14 §16.3/11; C11 §6.10.3/11)

(上面的一个副作用是你可以使用不平衡的大括号和方括号作为宏参数。这通常不是一个好主意,但如果必须的话你可以这样做。)

结果偶尔会出现问题;当参数应该是一段代码时,一个常见的是不需要的多个参数:

MY_FANCY_MACRO(1000, { int i=0, j=42; ... })

此处,调用宏时使用了(至少)3 个参数,尽管它可能被编写为接受 2 个参数。

对于现代 C++(和 C)编译器,您有几个选择。以相当主观的顺序:

  1. 将宏重写为内联函数。如果参数是代码块,请考虑使用可以接受 lambda 或其他仿函数的模板化函数。如果参数是类型,则将其设为模板参数。

  2. 如果用多余的括号包围参数在语法上是有效的,那么就这样做。但在这种情况下,几乎可以肯定上面的建议 (1) 会奏效。

  3. 定义:

    #define COMMA ,
    

    并在必要时使用它:

     FOO(baz<20 COMMA 30>);
    

    这不需要以任何方式修改宏定义,但如果宏将参数传递给另一个宏,它将失败。 (替换将在解析内部宏调用之前完成,因此多参数问题将推迟到内部调用。)

  4. 如果您预计一个宏参数可能包含不受保护的逗号,并且它是最后一个或唯一的参数,并且您可以修改宏,并且您使用的是 C+ +11/C99 或更好(或 gcc,它允许将此作为​​扩展一段时间),使宏可变:

    #define FOO(...) printf("%d\n",__VA_ARGS__::val())