宏魔法

宏入門

使用 #define 識別符號 替換列表 或者 #define 識別符號( 形參 ) 替換列表 以定義宏，這兩種宏分別叫做仿物件宏與仿函式宏。
使用 #undef 識別符號 以取消巨集定義。

仿函式宏的形參中可以使用 ... 表示定義可變數量引數的宏，但 ... 只能放在最後一個引數。可以在替換列表中使用 __VA_ARGS__ 來表示 ... 所對應的引數，也可以使用 __VA_OPT__( 內容 ) 表示 __VA_ARGS__ 非空時替換為 內容，反之為空。

宏中可以使用 # 和 ## 運算子。如果一個替換列表中的識別符號前有 #，則將其內容轉譯並用引號包裹；## 則表示拼接。

具體看：https://zh.cppreference.com/w/cpp/preprocessor/replace

技巧

使用宏除錯

#define SHOW(x) std::cerr << #x << " = " << x << std::endl; 

cerr 表示輸出到 stderr 而不是 stdout，#x 則將 x 的名稱顯示了出來。

#define PASS() std::cerr << "PASSING LINE " << __LINE__ << std::endl;

顯示了執行的行數，在調不明原因的 RE 時可能有用（然而壓縮行了就沒用了）。

並不比 gdb 好用

使用巨集定義 max 和 min

許多人習慣於使用下面的程式碼定義 max 和 min。

#define MAX(x, y) ((x) < (y) ? (y) : (x))
#define MIN(x, y) ((x) > (y) ? (y) : (x))

然而這樣是不好的，如果傳入的 x 和 y 是耗時極大的函式或者有副作用的函式，就可能導致超時乃至錯誤的問題。

一個合理的解法是這樣的：

#define MAX(x, y)                                                              \
    ({                                                                         \
        __typeof(x) a12345 = (x);                                              \
        __typeof(y) a123456 = (y);                                             \
        a12345 < a123456 ? a123456 : a12345;                                   \
    })

#define MIN(x, y)                                                              \
    ({                                                                         \
        __typeof(x) a12345 = (x);                                              \
        __typeof(y) a123456 = (y);                                             \
        a12345 > a123456 ? a123456 : a12345;                                   \
    })

其中 a12345，a123456 是為了防止重名而起的名字。

不如 C++ 模板

使用宏預處理 $\lg$

如果我們要求 $1$ 到 $2^n-1$ 的 $\lg$ 值，我們可以分治成求 $1$ 到 $2^{n-1}-1$ 的 $\lg$ 和 $2^{n-1}$ 到 $2^n-1$ 的 $\lg$ 值，對於後者，它們的 $\lg$ 值都是 $n-1$，而對於前者，則用同樣的方法遞迴求下去。

於是可以得到以下程式碼：

#define REPEAT0(x) x
#define REPEAT1(x) REPEAT0(x), REPEAT0(x)
#define REPEAT2(x) REPEAT1(x), REPEAT1(x)
#define REPEAT3(x) REPEAT2(x), REPEAT2(x)
#define REPEAT4(x) REPEAT3(x), REPEAT3(x)
#define REPEAT5(x) REPEAT4(x), REPEAT4(x)
#define REPEAT6(x) REPEAT5(x), REPEAT5(x)
#define REPEAT7(x) REPEAT6(x), REPEAT6(x)
#define REPEAT8(x) REPEAT7(x), REPEAT7(x)
#define REPEAT9(x) REPEAT8(x), REPEAT8(x)
#define REPEAT10(x) REPEAT9(x), REPEAT9(x)
#define REPEAT11(x) REPEAT10(x), REPEAT10(x)
#define REPEAT12(x) REPEAT11(x), REPEAT11(x)
#define REPEAT13(x) REPEAT12(x), REPEAT12(x)
#define REPEAT14(x) REPEAT13(x), REPEAT13(x)
#define REPEAT15(x) REPEAT14(x), REPEAT14(x)
#define REPEAT16(x) REPEAT15(x), REPEAT15(x)
#define REPEAT17(x) REPEAT16(x), REPEAT16(x)
#define REPEAT18(x) REPEAT17(x), REPEAT17(x)
#define REPEAT19(x) REPEAT18(x), REPEAT18(x)

#define LG1 0, 0
#define LG2 LG1, REPEAT1(1)
#define LG3 LG2, REPEAT2(2)
#define LG4 LG3, REPEAT3(3)
#define LG5 LG4, REPEAT4(4)
#define LG6 LG5, REPEAT5(5)
#define LG7 LG6, REPEAT6(6)
#define LG8 LG7, REPEAT7(7)
#define LG9 LG8, REPEAT8(8)
#define LG10 LG9, REPEAT9(9)
#define LG11 LG10, REPEAT10(10)
#define LG12 LG11, REPEAT11(11)
#define LG13 LG12, REPEAT12(12)
#define LG14 LG13, REPEAT13(13)
#define LG15 LG14, REPEAT14(14)
#define LG16 LG15, REPEAT15(15)
#define LG17 LG16, REPEAT16(16)
#define LG18 LG17, REPEAT17(17)
#define LG19 LG18, REPEAT18(18)
#define LG20 LG19, REPEAT19(19)

const int lg2[] = { LG20 };

這樣就可以在編譯的時候預處理 $1$ 到 $2^{20} - 1$ $\lg$ 了。

注意，編譯出來的檔案大小超過 4MB，有可能會產生奇怪的編譯錯誤。

注意

宏是圖靈完備的嗎？

參考 Is the C99 preprocessor Turing complete?。

巨集定義的末尾是否需要加分號？

看具體情況，通常是不用加分號的。