为什么某些预处理器宏不展开，除非它们是另一个宏的参数？

Question

在某些情况下，某些标记序列未完全预处理。例如：

#define EMPTY()
#define DELAY(x) x EMPTY()
#define PRAGMA(args) _Pragma(args)

#define WRAP( BODY ) { BODY }

#define LOOP_Good( body, i, LB, UB ) \
WRAP( \
    DELAY(PRAGMA)("omp parallel for") \
    for( i = LB; i < UB; ++i ){ \
        body \
    } \
)

#define LOOP_Bad( body, i, LB, UB ) \
{ \
    DELAY(PRAGMA)("omp parallel for") \
    for( i = LB; i < UB; ++i ){ \
        body \
    } \
}

#define LOOP_Good_Again( body, i, LB, UB ) \
{ \
    PRAGMA("omp parallel for") \
    for( i = LB; i < UB; ++i ){ \
        body \
    } \
}

// Good
int i;
int lower_i = 0;
int upper_i = 10;

LOOP_Good( printf("%d\n", i);, i, lower_i, upper_i )

// Bad
LOOP_Bad( printf("%d\n", i);, i, lower_i, upper_i )

// Good again
LOOP_Good_Again( printf("%d\n", i);, i, lower_i, upper_i )

其中（使用 -E -fopenmp gcc 9.1）扩展到以下内容（带格式）：

int i;
int lower_i = 0;
int upper_i = 10;

// Good
{ 
  #pragma omp parallel for
  for( i = lower_i; i < upper_i; ++i ){ 
    printf("%d\n", i); 
  } 
}

// Bad
{ 
  PRAGMA ("omp parallel for") 
  for( i = lower_i; i < upper_i; ++i ){ 
    printf("%d\n", i); 
  } 
}

// Good again
{ 
  #pragma omp parallel for
  for( i = lower_i; i < upper_i; ++i ){ 
    printf("%d\n", i); 
  } 
}

在 'good' 的情况下，DELAY(PRAGMA) 扩展为 PRAGMA，然后扩展（使用相邻参数）为 _Pragma(...)

在 'bad' 的情况下，DELAY(PRAGMA) 扩展为 PRAGMA 但处理停止并且 PRAGMA 留在输出中。如果您获取 'bad' 输出并重新处理它（使用所有先前定义的宏），它会正确扩展。

唯一的区别是 'good' 情况，DELAY(PRAGMA) 是 WRAP 宏参数的一部分，而 'bad' 情况不通过 DELAY(PRAGMA) 到任何宏。如果在 'bad' 的情况下，我们单独使用 PRAGMA，问题就解决了（如 'good again' 的情况）。

'good' 和 'bad' 案例中不同行为的原因是什么？

Answer 1

在糟糕的情况下，您打算作为 PRAGMA 的参数的内容永远不会与 PRAGMA 一起出现在扫描宏替换的标记中。

我们可以忽略LOOP_xxx宏；它们只是简单地扩展为各种标记，并且处理生成的标记就像它们正常出现在源文件中一样。我们可以只考虑 DELAY(PRAGMA)(foo) 和 WRAP(DELAY(PRAGMA)(foo).

根据 C 2018 6.10.3.1 和 6.10.3.4，处理宏的参数以进行宏替换，然后将生成的标记替换为宏的替换标记，然后生成的标记和源文件的后续标记重新扫描以进行进一步替换。（处理宏参数的标记时，它们被视为构成整个源文件。）

在DELAY(PRAGMA)(foo)中：

PRAGMA是x到DELAY的参数，但是后面没有括号，所以不是宏来替换。
PRAGMA 在 DELAY 的替换标记 x EMPTY() 中替换了 x。
扫描结果 PRAGMA EMPTY() 以进行替换。
EMPTY 被替换为空。
替换 EMPTY 的结果，以及后续标记（(foo)，以及它后面的任何内容）都会被扫描。请注意 PRAGMA 在这些标记中是 而不是 ：它不是由替换 EMPTY.
宏替换完成。

在WRAP(PRAGMA)(foo)中，前五步相同，其余步骤结果替换为PRAGMA (foo)：

PRAGMA是x到DELAY的参数，但是后面没有括号，所以不是宏来替换。
PRAGMA 在 DELAY 的替换标记 x EMPTY() 中替换了 x。
扫描结果 PRAGMA EMPTY() 以进行替换。
EMPTY 被替换为空。
扫描 EMPTY 替换的结果以及后续标记 ((foo))。如上，PRAGMA不在这些token中，所以不替换。
WRAP 参数的宏替换已完成，生成了 PRAGMA (foo)。
参数中的这些标记被代入 WRAP 的 { BODY }，生成 { PRAGMA (foo) }.
重新扫描这些标记（以及源文件中的以下标记）以进行进一步替换。现在 PRAGMA (foo) 出现在这些标记中，所以它被替换了。

为什么某些预处理器宏不展开，除非它们是另一个宏的参数？

Why are some preprocessor macros not expanded unless they are arguments to another macro?

c

macros

c-preprocessor

preprocessor

pragma