[解決済み] 可変個体マクロの引数を反復処理することは可能ですか？

質問

私は、C99 または GCC 拡張を使用して、可変長マクロに渡された引数を反復処理することが可能かどうか疑問に思っていました。

たとえば、構造体とそのフィールドを引数として受け取り、構造体内の各フィールドのオフセットを表示する一般的なマクロを書くことは可能でしょうか？

このようなものです。

struct a {
    int a;
    int b;
    int c;
};

/* PRN_STRUCT_OFFSETSは、第1引数に渡された構造体内の各フィールドのオフセットを表示します。
   を表示します。
*/

int main(int argc, char *argv[])
{
    PRN_STRUCT_OFFSETS(struct a, a, b, c);

    return 0;

どのように解決するのですか？

今日の宿題は、マクロのトリックに基づいています。 __VA_NARG__ Laurent Deniau によって発明された . とにかく、以下のサンプルコードは、わかりやすくするために8フィールドまで動作します。それ以上必要な場合は、コードを複製して拡張してください (これは、プリプロセッサがファイルを 1 回だけ読み込むため、再帰機能を備えていないためです)。

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>

struct a
{
  int a;
  int b;
  int c;
};

struct b
{
  int a;
  int b;
  int c;
  int d;
};

#define STRINGIZE(arg)  STRINGIZE1(arg)
#define STRINGIZE1(arg) STRINGIZE2(arg)
#define STRINGIZE2(arg) #arg

#define CONCATENATE(arg1, arg2)   CONCATENATE1(arg1, arg2)
#define CONCATENATE1(arg1, arg2)  CONCATENATE2(arg1, arg2)
#define CONCATENATE2(arg1, arg2)  arg1##arg2

/* PRN_STRUCT_OFFSETS will print offset of each of the fields 
 within structure passed as the first argument.
 */
#define PRN_STRUCT_OFFSETS_1(structure, field, ...) printf(STRINGIZE(structure)":"STRINGIZE(field)"-%d\n", offsetof(structure, field));
#define PRN_STRUCT_OFFSETS_2(structure, field, ...)\
  printf(STRINGIZE(structure)":"STRINGIZE(field)"-%d\n", offsetof(structure, field));\
  PRN_STRUCT_OFFSETS_1(structure, __VA_ARGS__)
#define PRN_STRUCT_OFFSETS_3(structure, field, ...)\
  printf(STRINGIZE(structure)":"STRINGIZE(field)"-%d\n", offsetof(structure, field));\
  PRN_STRUCT_OFFSETS_2(structure, __VA_ARGS__)
#define PRN_STRUCT_OFFSETS_4(structure, field, ...)\
  printf(STRINGIZE(structure)":"STRINGIZE(field)"-%d\n", offsetof(structure, field));\
  PRN_STRUCT_OFFSETS_3(structure, __VA_ARGS__)
#define PRN_STRUCT_OFFSETS_5(structure, field, ...)\
  printf(STRINGIZE(structure)":"STRINGIZE(field)"-%d\n", offsetof(structure, field));\
 PRN_STRUCT_OFFSETS_4(structure, __VA_ARGS__)
#define PRN_STRUCT_OFFSETS_6(structure, field, ...)\
  printf(STRINGIZE(structure)":"STRINGIZE(field)"-%d\n", offsetof(structure, field));\
  PRN_STRUCT_OFFSETS_5(structure, __VA_ARGS__)
#define PRN_STRUCT_OFFSETS_7(structure, field, ...)\
  printf(STRINGIZE(structure)":"STRINGIZE(field)"-%d\n", offsetof(structure, field));\
  PRN_STRUCT_OFFSETS_6(structure, __VA_ARGS__)
#define PRN_STRUCT_OFFSETS_8(structure, field, ...)\
  printf(STRINGIZE(structure)":"STRINGIZE(field)"-%d\n", offsetof(structure, field));\
  PRN_STRUCT_OFFSETS_7(structure, __VA_ARGS__)

#define PRN_STRUCT_OFFSETS_NARG(...) PRN_STRUCT_OFFSETS_NARG_(__VA_ARGS__, PRN_STRUCT_OFFSETS_RSEQ_N())
#define PRN_STRUCT_OFFSETS_NARG_(...) PRN_STRUCT_OFFSETS_ARG_N(__VA_ARGS__) 
#define PRN_STRUCT_OFFSETS_ARG_N(_1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, N, ...) N 
#define PRN_STRUCT_OFFSETS_RSEQ_N() 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0

#define PRN_STRUCT_OFFSETS_(N, structure, field, ...) CONCATENATE(PRN_STRUCT_OFFSETS_, N)(structure, field, __VA_ARGS__)

#define PRN_STRUCT_OFFSETS(structure, field, ...) PRN_STRUCT_OFFSETS_(PRN_STRUCT_OFFSETS_NARG(field, __VA_ARGS__), structure, field, __VA_ARGS__)

int main(int argc, char *argv[])
{
  PRN_STRUCT_OFFSETS(struct a, a, b, c);
  printf("\n");
  PRN_STRUCT_OFFSETS(struct b, a, b, c, d);

  return 0;
}

というようにプリントアウトします。

struct a:a-0
struct a:b-4
struct a:c-8

struct b:a-0
struct b:b-4
struct b:c-8
struct b:d-12

編集：以下は、より一般的であろうとする少し異なるバージョンです。 その FOR_EACH(what, ...) マクロは what を変数引数リストの他の全ての引数に適用します。

つまり、このように1つの引数を取るマクロを定義すればいいわけです。

#define DO_STUFF(x) foo(x)

で、これはリスト内のすべての引数に適用されます。 ですから、典型的な例では少しハックする必要がありますが、それでも簡潔であることに変わりはありません。

#define PRN_STRUCT_OFFSETS_(structure, field) printf(STRINGIZE(structure)":"STRINGIZE(field)" - offset = %d\n", offsetof(structure, field));
#define PRN_STRUCT_OFFSETS(field) PRN_STRUCT_OFFSETS_(struct a, field)

そして、このように適用するのです。

FOR_EACH(PRN_STRUCT_OFFSETS, a, b, c);

最後に、完全なサンプルプログラムです。

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>

struct a
{
  int a;
  int b;
  int c;
};

#define STRINGIZE(arg)  STRINGIZE1(arg)
#define STRINGIZE1(arg) STRINGIZE2(arg)
#define STRINGIZE2(arg) #arg

#define CONCATENATE(arg1, arg2)   CONCATENATE1(arg1, arg2)
#define CONCATENATE1(arg1, arg2)  CONCATENATE2(arg1, arg2)
#define CONCATENATE2(arg1, arg2)  arg1##arg2

#define FOR_EACH_1(what, x, ...) what(x)
#define FOR_EACH_2(what, x, ...)\
  what(x);\
  FOR_EACH_1(what,  __VA_ARGS__);
#define FOR_EACH_3(what, x, ...)\
  what(x);\
  FOR_EACH_2(what, __VA_ARGS__);
#define FOR_EACH_4(what, x, ...)\
  what(x);\
  FOR_EACH_3(what,  __VA_ARGS__);
#define FOR_EACH_5(what, x, ...)\
  what(x);\
 FOR_EACH_4(what,  __VA_ARGS__);
#define FOR_EACH_6(what, x, ...)\
  what(x);\
  FOR_EACH_5(what,  __VA_ARGS__);
#define FOR_EACH_7(what, x, ...)\
  what(x);\
  FOR_EACH_6(what,  __VA_ARGS__);
#define FOR_EACH_8(what, x, ...)\
  what(x);\
  FOR_EACH_7(what,  __VA_ARGS__);

#define FOR_EACH_NARG(...) FOR_EACH_NARG_(__VA_ARGS__, FOR_EACH_RSEQ_N())
#define FOR_EACH_NARG_(...) FOR_EACH_ARG_N(__VA_ARGS__) 
#define FOR_EACH_ARG_N(_1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, N, ...) N 
#define FOR_EACH_RSEQ_N() 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0

#define FOR_EACH_(N, what, x, ...) CONCATENATE(FOR_EACH_, N)(what, x, __VA_ARGS__)
#define FOR_EACH(what, x, ...) FOR_EACH_(FOR_EACH_NARG(x, __VA_ARGS__), what, x, __VA_ARGS__)

#define PRN_STRUCT_OFFSETS_(structure, field) printf(STRINGIZE(structure)":"STRINGIZE(field)" - offset = %d\n", offsetof(structure, field));
#define PRN_STRUCT_OFFSETS(field) PRN_STRUCT_OFFSETS_(struct a, field)

int main(int argc, char *argv[])
{
  FOR_EACH(PRN_STRUCT_OFFSETS, a, b, c);
  printf("\n");

  return 0;
}