宏扩展顺序如何影响 C 和 C 中的字符串化？

字符串化：理解宏扩展过程

在 C 和 C 领域，术语“字符串化”指的是宏参数到字符串文字的转换。然而，这个过程可能很复杂，如以下场景所示：

#define foo 4
#define str(s) #s

在这种情况下，str(foo) 输出“foo”，因为字符串化过程（# 运算符）在宏之前执行扩展（#define 指令）。这确保 foo 仍然是一个宏名称，并且不会被其值替换。

但是，以下代码片段会产生不同的结果：

#define xstr(s) str(s)
#define str(s) #s
#define foo 4

调用 xstr(foo) 时，输出变为“4”。要理解这种行为，我们必须深入研究宏展开的复杂性。

根据 C 和 C 标准，宏展开过程需要以下步骤：

1. 识别和处理前面带有 # 或 ##（字符串化运算符）的标记。
2. 将任何宏替换为相应的宏定义参数。
3. 用宏替换的结果替换每个函数参数。
4. 重新扫描代码以查找其他宏。

对于 xstr(foo) :

1. xstr 宏不需要字符串化（步骤1).
2. foo 被替换为它的值 4（步骤 2）。
3. 在 str 宏中，s 被替换为 4，得到 str(4)（步骤 3）。
4. 重新扫描 str(4)，产生“4”（最终步骤）。

这里的主要区别在于宏参数被替换的步骤（步骤 2）。对于第一个示例中的 str(foo)，步骤 2 发生在步骤 1 中应用字符串化之后。因此，foo 不会被替换，输出仍为“foo”。

为了解决此问题，使用辅助宏 xstr。通过嵌套宏，我们可以先执行步骤2中的参数替换，然后在步骤1中应用字符串化，确保获得所需的结果“4”。

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