一元减号的宏扩展

Question

考虑以下代码：

#define A -100

//later..
void Foo()
{
  int bar = -A;
  //etc..
}

现在，这在我测试的一些主要编译器（MSVC、GCC、Clang）和 bar == 100 上编译正常，这是因为所有这些编译器的预处理器在令牌所以你最终得到：

int bar = - -100;

因为我希望我的代码尽可能具有可移植性，所以我去检查了此行为是否由标准定义，但我在其中找不到任何内容。这种行为是否由标准保证，或者这只是一个编译器功能，是天真的方法（显然不会编译）bar = --100; 也允许吗？

Answer 1

这在语言中有规定：两个-字符不会end-up连接成一个--运算符。

必须解析源文件的方式确保没有串联：在翻译阶段 4 中执行宏扩展。在此翻译阶段之前，在翻译阶段 3 中，必须在一系列预处理中转换源文件标记和空格 [lex.phases]/3:

The source file is decomposed into preprocessing tokens and sequences of white-space characters (including comments). A source file shall not end in a partial preprocessing token or in a partial comment.13 Each comment is replaced by one space character. New-line characters are retained. Whether each nonempty sequence of white-space characters other than new-line is retained or replaced by one space character is unspecified.

因此在翻译阶段 3 之后，bar 定义附近的标记序列可能如下所示：

// here {...,...,...} is used to list preprocessing tokens.
{int, ,bar, ,=, ,-,A,;}

然后在第 4 阶段后您将获得：

{int, ,bar, ,=, ,-,-, ,100,;}

Space 在第 7 阶段在概念上被删除：

{int,bar,=,-,-,100,;}

Answer 2

一旦在翻译的早期阶段将输入拆分为 预处理标记 ，使两个相邻的预处理标记合并为一个标记的唯一方法是 ## 运算符预处理器。这就是 ## 运算符的用途。这就是为什么它是必要的。

预处理完成后，编译器将根据 pre-parsed 预处理标记分析代码。编译器本身不会尝试将两个相邻的标记合并为一个标记。

在您的示例中，内部 - 和外部 - 是两个不同的预处理标记。它们不会合并为一个 -- 标记，并且编译器不会将它们视为一个 -- 标记。

例如

#define M1(a, b) a-b
#define M2(a, b) a##-b

int main()
{
  int i = 0;
  int x = M1(-, i); // interpreted as `int x = -(-i);`
  int y = M2(-, i); // interpreted as `int y = --i;` 
}

这是语言规范定义行为的方式。

在实际实现中，预处理阶段和编译阶段通常是相互解耦的。预处理阶段的输出通常以纯文本形式表示（而不是某些令牌数据库）。在这样的实现中，预处理器和编译器本身必须就如何分隔相邻 ("touching") 预处理标记的一些约定达成一致。通常，预处理器会在源代码中 "touch" 发生的两个单独标记之间插入一个额外的 space 。

标准确实对那个额外的 space 做了任何说明，并且正式地说它不应该在那里，但这正是这种分离在实践中通常是如何实现的。

请注意，由于 space "is not supposed to be there"，此类实现还必须做出一些努力以确保此额外的 space 在其他情况下为 "undetectable"。例如

#define M1(a, b) a-b
#define M2(a, b) a##-b

#define S_(x) #x
#define S(x) S_(x)

int main()
{
  std::cout << S(M1(-, i)) << std::endl; // outputs `--i`
  std::cout << S(M2(-, i)) << std::endl; // outputs `--i`
}

main 的两行都应该输出 --i.

因此，回答您最初的问题：是的，从某种意义上说，您的代码是可移植的，在 standard-compliant 实现中，这两个 - 字符永远不会变成 --。但是 space 的实际插入只是一个实现细节。其他一些实现可能会使用不同的技术来防止 - 合并到 --.

一元减号的宏扩展

Macro expansion with unary minus

c++

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c++03