C预处理器如何处理循环依赖？

Question

我想知道C预处理器如何处理循环依赖(#defines).这是我的计划:

#define ONE TWO 
#define TWO THREE
#define THREE ONE

int main()
{
    int ONE, TWO, THREE;
    ONE = 1;
    TWO = 2;
    THREE = 3;
    printf ("ONE, TWO, THREE = %d,  %d, %d \n",ONE,  TWO, THREE);
}

这是预处理器输出.我无法弄清楚为什么输出是这样的.我想知道预处理器在这种情况下采取的各种步骤,以提供以下输出.

# 1 "check_macro.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "check_macro.c"

int main()
{
 int ONE, TWO, THREE;
 ONE = 1;
 TWO = 2;
 THREE = 3;
 printf ("ONE, TWO, THREE = %d,  %d, %d \n",ONE, TWO, THREE);
}

我在linux 3.2.0-49-generic-pae上运行这个程序,并在gcc版本4.6.3(Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5)中编译.

Answer 1

在扩展预处理器宏时,不会扩展该宏的名称.所以你的三个符号都被定义为自己:

ONE -> TWO -> THREE -> ONE (not expanded because expansion of ONE is in progress)
TWO -> THREE -> ONE -> TWO (        "                         TWO      "        )
THREE -> ONE -> TWO -> THREE (      "                         THREE    "        )

这种行为是由C标准的§6.10.3.4(C11草案中的部分编号)设定的,尽管据我所知,该部分的措辞和编号自C89以来没有变化.遇到宏名称时,会将其替换为其定义(#并##处理预处理程序运算符,以及类函数宏的参数).然后重新扫描结果以获取更多宏(在文件的其余部分的上下文中):

2 /如果在替换列表的扫描期间找到要替换的宏的名称(不包括源文件的其余预处理标记),则不会替换它.此外,如果任何嵌套替换遇到要替换的宏的名称,则不会替换它...

该条款接着说,任何因递归调用而未被替换的令牌都被有效地"冻结":它永远不会被替换:

...这些未替换的宏名称预处理令牌不再可用于进一步替换,即使它们稍后(重新)检查其中否则将替换该宏名称预处理令牌的上下文中.

最后一句所指的情况很少在实践中出现,但这是我能想到的最简单的情况:

#define two one,two
#define a(x) b(x)
#define b(x,y) x,y
a(two)

结果是one, two.在更换期间two扩展到,并且扩展标记为完全扩展.随后,扩大了.这不再是在替换的背景下,而是已经被冻结的第二个参数,因此它不再被扩展. one,twoatwob(one,two)twotwob

Answer 2

您的问题由出版物ISO/IEC 9899:TC2第6.10.3.4节"重新扫描和进一步更换",第2段回答,我在此引用为方便起见; 将来,如果您对规范有疑问,请考虑阅读具体说明.

如果在替换列表的扫描期间找到要替换的宏的名称(不包括源文件的其余预处理标记),则不会替换它.此外,如果任何嵌套替换遇到要替换的宏的名称,则不会替换它.这些未替换的宏名称预处理令牌不再可用于进一步替换,即使它们稍后(重新)检查在其中否则将替换该宏名称预处理令牌的上下文中.

Answer 3

https://gcc.gnu.org/onlinedocs/cpp/Self-Referential-Macros.html#Self-Referential-Macros回答有关自引用宏的问题.

答案的关键在于,当预处理器找到自引用宏时,它根本不会扩展它们.

我怀疑,相同的逻辑用于防止循环定义的宏的扩展.否则,预处理器将处于无限扩展状态.