Objective-C 宏定义详细介绍

喜欢读一些开源项目源码的人，总是会发现，大神的代码中总是有那么一些简短而高效的宏定义，点击进去一看，发现晦涩难懂，别说学习了，有时候理解都是一种困难，但是宏定义本身并没有那么难，但是写出一个好的宏当然还是需要丰富的经验和技术，接下来就说一说宏定义，看懂大神的宏是第一步，偶尔写一个也是装逼的好办法～

定义：

宏定义分为两种：一种是对象宏（object-like macro）另一种就是函数宏(function-like macro)

根据名字也可以理解到，对象宏就是用来定义一个量，通过这个宏可以拿到这个变量，比如我们定义一个π值: #define PI 3.1415926在这里如果用到π值时，就不需要再写出一个浮点数了，而直接使用PI就相当写入了这个常量浮点数，其本质的意义在于把代码中的PI在编译阶段替换为真正的常量，一般用来定义一些常用的常量，比如屏幕的宽高、系统版本号等。但是需要注意的是，但你定义一个表达式为宏的时候，需要透过宏的表面，看到器编译的本质，例如

#define MARGIN  10 + 20

但你用它来计算一个宽度时，如果用到了MARGIN * 2，结果将会非你所愿，你得到的会是一个50而并非60，展开表达式就可以看到

MARGIN * 2 // 展开可以得到
//  10 + 20 * 2  = 50

我们需要考虑到它的运算优先级，解决的方式很简单，再它的外层加上一个小括号

#define MARGIN (10 + 20)
// MARGIN * 2
// (10 + 20) * 2 = 60

函数宏的作用就类似于一个函数一样，它可以传递参数，通过参数进行一系列的操作，比如我们常用的计算两个数的最大值，我们可以这样来定义

#define MAX(A,B) A > B ? A : B

这样写看起来是没有问题的，进行简单的比较MAX(1,2)发现也是没有什么问题,但是当有人使用你的宏进行更加复杂的计算时就回出现新的问题，比如进行三个数值的计较时，可能会这样写

int a = 3;
int b = 2;
int c = 1;
MAX(a, b > c ? b : c) //
= 2

结果肯定也不是你想要的，最大值很明显是3，但是计算的结果确实2，这其中发生了什么导致计算出错，我们可以展开宏来一探究竟，下面是宏的展开

MAX(a,b > c ? b : c);
//a > b > c ? b : c ? a : b > c ? b : c
//(a > (b > c ? b : c) ? a : b) > c ? b : c // 这是运算的优先级
// 带入值可以看出
//( 3 > (2 > 1 ? 2 : 1 ) ? 3 : 2) > 1 ? 2 : 1
// (3 > 2 ? 3 : 2) > 1 ? 2 : 1
// 3 > 1 ? 2 : 1

想必大家都看出来了问题所在，还是由于优先级的问题，所以在此谨记，反正多写两个括号也不会累着，不管会不会出现问题， 写上小括号终究是保险一些~
可是总有写奇葩的写法会出现，而且看开起来还很有道理的样子～

c = MAX(a++,b); // **我直接展开给你看就得了**
// c = a++ > b ? a++ : b
// c = 3++ > 2 ? 3++ : 2
// c = 4
// a = 5

不管这样写的那个人是有多欠揍，但是毕竟看起来是没有任何问题的，所有我们要处理这样的情况，但是使用我们普通的小括号已经无法解决，我们需要使用赋值扩展({...})相信有朋友已经认出来了这种用法了，我们可以使用这样的方法来计算出一个对象，而不用浪费变量名，可以形成小范围的作用域来计算特殊的值

int a = ({
 int b = 10;
 int c = 20;
 b + c;
})
// a = 30;
int b; // 继续使用b和c当变量名也没有问题
int c;

再回到现在这个问题上，我们该如何改装这个宏来让其适应这个坑爹的写法呢

#define MAX(A,B) ({__typeof(A) __a = (A);__typeof(B) __b = (B); __a > __b ? __a : __b; })

__typeof()就是转换为相同类型的变量值，就完美的解决了这个问题，但是还有一个不怎么会发生的意外，通过上面也可以知道，我们生成了新的变量__a, __b,如何有人使用了__a,__b，就会应为变量名重复而编译错误，如果有人这样用了，你可以拿起你的键盘砸他一脸，原因当然不是__a使你的宏错误了，而是__a到底是什么意思，变量名的重要性不言而喻，除非你和看代码的人有仇，否则请使用有意义的变量名,接下来让我们看一看官方的MAX是如何实现的

#define __NSX_PASTE__(A,B) A##B

#if !defined(MAX)
  #define __NSMAX_IMPL__(A,B,L) ({ __typeof__(A) __NSX_PASTE__(__a,L) = (A); __typeof__(B) __NSX_PASTE__(__b,L) = (B); (__NSX_PASTE__(__a,L) < __NSX_PASTE__(__b,L)) ? __NSX_PASTE__(__b,L) : __NSX_PASTE__(__a,L); })
  #define MAX(A,B) __NSMAX_IMPL__(A,B,__COUNTER__)
#endif

这是Function框架中的MAX定义，我么来一步一步的解析它，首先看见的是

#define __NSX_PASTE__(A,B) A##B
// 将A和B连接到一块

它的作用是将A和B连接到一块,用来生成一个的字符串，比如A##12就成了A12

接下来我们看到了一个有三个参数的宏定义__NSMAX_IMPL__(A,B,__COUNTER__)

#if !defined(MAX)
  #define __NSMAX_IMPL__(A,B,L) ({ __typeof__(A) __NSX_PASTE__(__a,L) = (A); __typeof__(B) __NSX_PASTE__(__b,L) = (B); (__NSX_PASTE__(__a,L) < __NSX_PASTE__(__b,L)) ? __NSX_PASTE__(__b,L) : __NSX_PASTE__(__a,L); })
  #define MAX(A,B) __NSMAX_IMPL__(A,B,__COUNTER__)
#endif

我们先来解释__COUNTER__是什么，__COUNTER__是一个预编译宏，它将会在每次编译时加1，这样的话可以保证__NSX_PASTE__(__b,__CONNTER__)生成的变量名不易重复，但是这样还是有那么点危险，就是你要是起变量名叫__a20，那就真的真的没有办法了~

可变参数宏

说起可变参数，我们用的最多的一个方法NSLog(...)就是可变参数了，可变参数意味着参数的个数是不定的，而NSLog作为我们调试时一个重要的工具实在时太废物了，只能打印对应的时间和参数信息，而文件名，行数，方法名等重要的信息都没有给出，今天我们就借此来实现一个超级版NSLog宏～～～

#define NSLog(format, ...) do { fprintf(stderr, "<%s : %d> %s\n", \
[[[NSString stringWithUTF8String:__FILE__] lastPathComponent] UTF8String], __LINE__, __func__); \
(NSLog)((format), ##__VA_ARGS__); \
fprintf(stderr, "-------\n"); \ } while (0)

首先看这个宏的定义NSLog(format,...)发现它有...,这就是可变参数，而__VA__ARGS__就是除了format外剩下的所有参数，接下来我们发现使用了一个do{}while(0)循环，说明这个循环只执行一便就回停止，感觉废话啊，我们的目的就是只执行一遍啊，但这样写又是为了进行防御式编程，如果有人这样写的话

if (100 > 99)
  NSLog(@"%@",@"Fuck");

就会出现无论如何都会执行后两个打印，出现的问题想必大家也都知道，那我们直接使用{}给扩起来不就行了，实际操作后确实是解决了这个问题，但是再扩展一下，当我们使用了if{} else if{}时又会出现新的问题

if (100 > 99)
 NSLog(@"%@",@"Fuck");
else {
}
// 展开后可得
if (100 > 99)
{ fprintf(stderr, "<%s : %d> %s\n",
 [[[NSString stringWithUTF8String:__FILE__] lastPathComponent] UTF8String], __LINE__, __func__);
 (NSLog)((format), ##__VA_ARGS__);
 fprintf(stderr, "-------\n");};
else {
}

编译错误，大家也发现了NSLog后面会跟上;，如果我么直接使用了{}后，会在编译时在外面加上;，导致编译错误，而使用了do{} while(0)循环后就不会出现这个问题了

if (100 > 99)
 do { fprintf(stderr, "<%s : %d> %s\n",
 [[[NSString stringWithUTF8String:__FILE__] lastPathComponent] UTF8String], __LINE__, __func__);
 (NSLog)((format), ##__VA_ARGS__);
 fprintf(stderr, "-------\n");} while(0);
else {
}

到此位置问题解决的差不多了，看一下内部的结构,__FILE__是编译的文件路径,__LINE__是行数，__func__是编译的方法名,下面我们又看见了

(NSLog)((format), ##__VA_ARGS__);

##上面已经看见过了，在这里的作用差不多，也是连接的意思，__VA_ARGS__是剩下的所有参数，使用##连接起来后就时NSLog(format,__VA_ARGS__)了，这就是NSLog的方法了，但是不知道有没有人发现一个细节，如果__VA_ARGS__为空的话，那岂不是成了NSLog(format,)这样肯定会编译报错的，但是苹果的大神们早就想到了解决的方法，如果__VA_ARGS__为空的话，在这里##将会吞掉前面的,，这样一来就不会出问题了。然后我们就可以使用这个强大的NSLog()了。

接下说一下多参数函数的使用

- (void)say:(NSString *)code,... {  
  va_list args;
  va_start(args, code);
  NSLog(@"%@",code);
  while (YES) {
    NSString *string = va_arg(args, NSString *);
    if (!string) {
      break;
    }
    NSLog(@"%@",string);
  }
  va_end(args);
}

我们可以要先定义一个va_list args来定义多参数变量args,然后通过va_start(args, code)来开始取值,code是第一个值,va_arg(args, NSString *)来定义取出的值类型，取值方式有点像生成器，取完之后调用va_end(args)来关闭。这就是整个过程，平时很少使用这样的方法，如果你有什么好的实用方法请评论指教～～～

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