四、编写宏时的好习惯
通过前面的介绍,我们知道,如果随随意意的编写一个宏是非常不负责任的,看上去好像没问题与在任何场景下使用都没有问题是完全不同的。在编写宏时,我们可以刻意的去培养这样几个编码习惯:
参数与计算结果要加小括号
这条原则应该不必多说了,前面的示例中就有演示,完整的添加小括号可以避免很多由于运算符优先级造成的异常问题。
多语句功能性宏,要使用do-while包裹
这条原则看上去有些莫名其妙,但是其非常重要,例如,我们需要编写一个自定义的LOG宏,在进行打印时添加一些自定义的信息,你或许会这样写:
#define LOG(string) \
NSLog(@"自定义的信息"); \
NSLog(string);
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
LOG(@"info")
}
return 0;
}
运行代码,目前貌似没有问题,但是如果其和if语句进行结合,可能问题就来了:
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
if (NO)
LOG(@"info")
}
return 0;
}
运行代码,还是有一行LOG信息被输出了,看下其预编译后的结果如下:
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
if (__objc_no)
NSLog(@"自定义的信息"); NSLog(@"info");
}
return 0;
}
找到问题了,由于if结构如果不加大括号进行规范,其默认作用域只有一句代码,多写大括号是不会出问题,因此编写多语句宏时,加上大括号是一个好习惯,如下:
#define LOG(string) \
{NSLog(@"自定义的信息"); \
NSLog(string);}
这样解决了问题,但是并不完美,假设在使用时这样写:
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
if (NO)
LOG(@"NO");
else
LOG(@"YES");
}
return 0;
}
结果发现还是会报错,是由于分号捣的鬼,预编译结果如下:
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
if (__objc_no)
{NSLog(@"自定义的信息"); NSLog(@"NO");};
else
{NSLog(@"自定义的信息"); NSLog(@"YES");};
}
return 0;
}
我们知道,像if,while,for这种语法结构块的大括号后是不需要分号的,我们为了兼容单行if语句由于宏的原因被展开成多行的问题强行加了一个大括号上去,就产生这样的问题了,解决它的一个好方法是真的将多行的宏转化成单语句,do-whlie结构就可以实现这种效果,修改宏如下:
#define LOG(string) \
do {NSLog(@"自定义的信息"); \
NSLog(string);} while(0);
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
if (NO)
LOG(@"NO")
else
LOG(@"YES");
}
return 0;
}
预编译后:
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
if (__objc_no)
do {NSLog(@"自定义的信息"); NSLog(@"NO");} while(0);
else
do {NSLog(@"自定义的信息"); NSLog(@"YES");} while(0);;
}
return 0;
}
现在,无论外面怎么使用,这个宏都可以正常工作了。
对于不定参数的宏,借助##符号来拼接参数
在定义函数时,我们可以定义函数的参数为不定个数参数,定义函数式宏时也类似,使用符号"..."可以指定不定个数参数,例如对LOG宏进行调整,如下:
#define LOG(format, ...) \
do {NSLog(@"自定义的信息"); \
NSLog(format, __VA_ARGS__);} while(0);
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
if (NO)
LOG(@"%d", NO)
else
LOG(@"%d", YES);
}
return 0;
}
__VA_ARGS__也是一个内置的宏符号,则作用是代表宏定义中的可变参数“...”,需要注意,如果按照上面的写法,如果我们传入的可变参数为0个,会产生问题,其原因也是由于多了一个逗号,例如:
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
if (NO)
LOG(@"%d") // 这里会被预编译成NSLog(@"%d", )
else
LOG(@"%d", YES);
}
return 0;
}
解决方案是对可变参数进行一次##拼接,宏在使用##符号进行参数拼接时,如果后面的参数为空,其会自动将前面的逗号去掉,如下:
#define LOG(format, ...) \
do {NSLog(@"自定义的信息"); \
NSLog(format, ##__VA_ARGS__);} while(0);
五、特殊的宏符号与常用内置宏
有几个特殊的符号可以让宏定义变得非常灵活,常用的特殊符号和特殊宏列举如下:
#
井号的作用是将参数字符串化,例如:
#define Test(p) #p
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Test(abc); // 预编译后成为 "abc";
}
return 0;
}
##
双井号我们前面有使用过,其作用是对参数进行拼接,例如:
#define Test(a,b) a##b
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Test(1,2); // 预编译后成为 12;
}
return 0;
}
__VA_ATGS__
可变参数宏中专用,表示所有传入的可变参数。
__COUNTER__
一个累加计数宏,常用来构造唯一变量名。
__LINE__
记录LOG信息时,常用的一个内置宏,预编译时会将其替换为当前的行号。
__FILE__
记录LOG信息时,常用的一个内置宏,预编译时会将其替换为当前文件的全路径。
__FILE_NAME__
记录LOG信息时,常用的一个内置宏,预编译时会将其替换为当前的文件名。
__DATE__
记录LOG信息时,常用的一个内置宏,预编译时会将其替换为当前日期。
__TIME__
记录LOG信息时,常用的一个内置宏,预编译时会将其替换为当前时间。
六、宏的展开规则
通过前面的介绍,对于应用宏我们已经没有太大的问题,并且也了解了很多宏的使用技巧。这一小节将更深入的对宏的替换规则进行讨论。宏本身是支持嵌套的,例如:
#define M1(A) M2(A)
#define M2(A) A
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
M1(1);
}
return 0;
}
上面代码中定义的两个宏基本上是没有意义的,M1宏替换后的结果是M2宏,M2宏最终被替换为参数本身,从这个例子可以看出,宏是可以嵌套递归展开的,但是递归展开是有原则,不会出现无限递归,例如:
#define M1(A) M2(A)
#define M2(A) M1(A)
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
M1(1); // 最终展开为 M1(1)
}
return 0;
}
宏的展开需要符合下面原则:
在展开宏的过程中会先将参数进行展开,如果使用##对参数进行了拼接或使用#进行了处理,则此参数不会被展开。
在宏的展开过程中,如果替换列表中出现了要被展开的宏,则此宏不会被展开。
上面的展开原则提到了替换列表,宏在展开过程中会维护一个替换列表,展开的过程中需要从参数到宏本身,从外层宏到内层宏一层一层的替换,每次替换的时候都会将被替换的宏名放入维护的替换列表中,再下一轮替换中,如果再次出现替换列表中出现过的宏名,则不会被再次替换。以我们上面的代码为例进行分析:
首先M1宏在第一轮替换后,被替换成了M2,此时替换列表中放入宏名M1。
M2依然是一个宏名,第二轮对M2进行替换,将其替换为M1,再次将M2放入替换列表,此时替换列表中有宏名M1和M2。
M1依然是宏名,但是替换列表中已经存在M1,此宏名不再展开。
七、宏的妙用
这一小节,我们要转身成为鉴赏家,来对很多实用的宏的巧妙案例进行分析与鉴赏。从这些优秀的使用案例中,可以扩宽我们对宏使用的思路。
MIN与MAX
Foundataion内置了一些常用的运算宏,如获取两个数的最大值、最小值、绝对值等等。以MAX宏为例,这个宏的编写基本涵盖了函数式宏所有要注意的点,如下:
#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
其中__NSMAX_IMPL__宏借助计数__COUNTER__和拼接__NSX_PASTE__宏来构造唯一的内部变量名,我们前面提供的示例宏的写法也基本是参照这个系统宏来的。后面大家在编写函数式宏的时候,都可以参照下这个宏的实现。
2. NSAssert等
NSAssert是断言宏,在开发调试中经常会使用断言来进行安全保障,这个宏的定义如下:
#define NSAssert(condition, desc, ...) \
do { \
__PRAGMA_PUSH_NO_EXTRA_ARG_WARNINGS \
if (__builtin_expect(!(condition), 0)) { \
NSString *__assert_file__ = [NSString stringWithUTF8String:__FILE__]; \
__assert_file__ = __assert_file__ ? __assert_file__ : @"<Unknown File>"; \
[[NSAssertionHandler currentHandler] handleFailureInMethod:_cmd \
object:self file:__assert_file__ \
lineNumber:__LINE__ description:(desc), ##__VA_ARGS__]; \
} \
__PRAGMA_POP_NO_EXTRA_ARG_WARNINGS \
} while(0)
NSAssert宏定义中使用到了不定参数拼接消除逗号的技巧,并且是多行宏语句使用do-while进行优化的一个实践。
3. @weakify与@strongify
weakify与strongify是ReactCocoa中常用的两个宏,用来处理循环引用问题。这两个宏的定义非常巧妙,以weakify宏为例,要看懂这个宏并不是十分简单,首先与这个宏相关的宏定义列举如下:
#if DEBUG
#define rac_keywordify autoreleasepool {}
#else
#define rac_keywordify try {} @catch (...) {}
#endif
#define rac_weakify_(INDEX, CONTEXT, VAR) \
CONTEXT __typeof__(VAR) metamacro_concat(VAR, _weak_) = (VAR);
#define weakify(...) \
rac_keywordify \
metamacro_foreach_cxt(rac_weakify_,, __weak, __VA_ARGS__)
#define metamacro_foreach_cxt(MACRO, SEP, CONTEXT, ...) \
metamacro_concat(metamacro_foreach_cxt, metamacro_argcount(__VA_ARGS__))(MACRO, SEP, CONTEXT, __VA_ARGS__)
#define metamacro_argcount(...) \
metamacro_at(20, __VA_ARGS__, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1)
#define metamacro_at20(_0, _1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, _9, _10, _11, _12, _13, _14, _15, _16, _17, _18, _19, ...) metamacro_head(__VA_ARGS__)
#define metamacro_at(N, ...) \
metamacro_concat(metamacro_at, N)(__VA_ARGS__)
#define metamacro_concat(A, B) \
metamacro_concat_(A, B)
#define metamacro_concat_(A, B) A ## B
#define metamacro_head(...) \
metamacro_head_(__VA_ARGS__, 0)
#define metamacro_foreach_cxt1(MACRO, SEP, CONTEXT, _0) MACRO(0, CONTEXT, _0)
#define metamacro_head_(FIRST, ...) FIRST
其中rac_keywordify区分DEBUG和RELEASE环境,在DEBUG环境下,其实际上是创建了一个无用的autoreleasepool,消除前面的@符号,在RELEASE环境下,其会创建一个try-catch结构,用来消除参数警告。metamacro_foreach_cxt宏比较复杂,其展开过程如下:
// 第一步: 原始宏
metamacro_foreach_cxt(rac_weakify_,, __weak, obj)
// 第二步: 展开metamacro_foreach_cxt
metamacro_concat(metamacro_foreach_cxt, metamacro_argcount(obj))(rac_weakify_,, __weak, obj)
// 第三步: 展开metamacro_argcount
metamacro_concat(metamacro_foreach_cxt, metamacro_at(20, obj, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1))(rac_weakify_,, __weak, obj)
// 第四步: 展开metamacro_at
metamacro_concat(metamacro_foreach_cxt,metamacro_concat(metamacro_at, 20)(obj, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1))(rac_weakify_,, __weak, obj)
// 第五步:展开metamacro_concat
metamacro_concat(metamacro_foreach_cxt,metamacro_at20(obj, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1))(rac_weakify_,, __weak, obj)
// 第六步:展开metamacro_at20
metamacro_concat(metamacro_foreach_cxt,metamacro_head(1))(rac_weakify_,, __weak, obj)
// 第七步:展开metamacro_head
metamacro_concat(metamacro_foreach_cxt,metamacro_head_(1, 0))(rac_weakify_,, __weak, obj)
// 第八步:展开metamacro_head_
metamacro_concat(metamacro_foreach_cxt,1)(rac_weakify_,, __weak, obj)
// 第九步:展开metamacro_concat
metamacro_foreach_cxt1(rac_weakify_,, __weak, obj)
// 第十步:展开metamacro_foreach_cxt1
rac_weakify_(0, __weak, obj)
// 第十一步:展开rac_weakify_
__weak __typeof__(obj) metamacro_concat(obj, _weak_) = (obj);
// 第十二步:展开metamacro_concat
__weak __typeof__(obj) obj_weak_ = (obj);
strongify宏的展开与之类似。
4. ParagraphStyleSet宏
ParagraphStyleSet宏是YYLabel中提供的一个设置属性字符串ParagraphStyle相关属性的快捷方法,其中使用到的一个技巧是直接使用宏的形参作为属性名进行使用,使得各种属性的设置都使用同一个宏即可完成,其定义如下:
#define ParagraphStyleSet(_attr_) \
[self enumerateAttribute:NSParagraphStyleAttributeName \
inRange:range \
options:kNilOptions \
usingBlock: ^(NSParagraphStyle *value, NSRange subRange, BOOL *stop) { \
NSMutableParagraphStyle *style = nil; \
if (value) { \
if (CFGetTypeID((__bridge CFTypeRef)(value)) == CTParagraphStyleGetTypeID()) { \
value = [NSParagraphStyle yy_styleWithCTStyle:(__bridge CTParagraphStyleRef)(value)]; \
} \
if (value. _attr_ == _attr_) return; \
if ([value isKindOfClass:[NSMutableParagraphStyle class]]) { \
style = (id)value; \
} else { \
style = value.mutableCopy; \
} \
} else { \
if ([NSParagraphStyle defaultParagraphStyle]. _attr_ == _attr_) return; \
style = [NSParagraphStyle defaultParagraphStyle].mutableCopy; \
} \
style. _attr_ = _attr_; \
[self yy_setParagraphStyle:style range:subRange]; \
}];
八、结语
宏看上去简单,但是真的用好用巧却并不容易,我想,最好的学习方式就是在实际应用中不断的使用,不断的琢磨与优化。如果能将宏的使用驾轻就熟,一定会为你的代码能力带来质的提升。