汉扬编程 编程大纲 C语言、嵌入式中一些非常实用的宏技巧

C语言、嵌入式中一些非常实用的宏技巧

宏打印函数在我们的嵌入式开发中,使用printf打印一些信息是一种常用的调试手段。但是,在打印的信息量比较多的时候,就比较难知道哪些信息在哪个函数里进行打印。

C语言、嵌入式中一些非常实用的宏技巧

特别是对于异常情况的打印,我们需要快速定位到异常情况的位置。这时候我们可以使用宏定义来封装一个宏打印函数,这个宏打印函数可以显示打印信息所在的文件、行数、函数名等信息。如:

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#define DBG_PRINTF(fmt, args…) \\{\\ printf("<<File:%s Line:%d Function:%s>> ", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);\\ printf(fmt, ##args);\\}使用范例:

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可见,使用方法与printf的使用方法一样,而且每条打印语句开头都会打印调试信息所在的文件名、行号、函数名信息,方便我们查找一些调试信息。

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其中,__FILE__、__LINE__、__FUNCTION__这三个宏是编译器内置宏定义,分别代表调试信息所在文件、行号、函数。除此之外,常用的宏还有:__DATE__、__TIME__,分别代表当前的编译日期与时间。如:

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DBG_PRINTF("Compile Time: %s %s\\n", __DATE__, __TIME__);

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第二条printf中的##符号是为了处理args不代表任何参数的情况。如:

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DBG_PRINTF("Hello world");当不加##符号是,以上宏的第二条语句被拓展为:

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printf("Hello world\\n", );可见,多出了一个逗号,这个逗号是多余的。

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加上##符号后,以上宏的第二条语句被拓展为:

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printf("Hello world\\n");这才是我们想要的结果。其实这些结果我们通过查看预处理文件可以清晰的知道:

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最后需要注意的是,这个DBG_PRINTF还是与printf不一样的。DBG_PRINTF宏是两条语句的组合,无返回值;而printf的原型是:

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int printf (const char *__format, …)但是我们一般都很少使用printf的返回值,所以DBG_PRINTF的用法与printf函数基本一致。

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打印调试宏开关通常情况下,一些打印调试信息只是在我们调试阶段需要的,在程序发布阶段是不需要的。所以,为了避免打印调试信息带来的资源开销,我们可以把这些打印调试语句给注释掉。

一种方法是逐句进行注释,这是一种比较低效的方法。比较高效的方法就是添加调试宏开关,利用条件编译来选择打印/不打印调试信息。比如我们可以把上面的代码改造为:

根据DEBUG宏的值来选择对应的打印宏函数。当DEBUG的值为1时启动相关的打印调试语句,DEBUG的值为0时则关闭打印调试语句。

这样我们就可以很方便的通过设置DEBUG宏的值来启动与关闭我们整个工程的DBG_PRINTF打印调试信息。

do{}while(0)其实,上面我们封装的打印宏DBG_PRINTF还有一点缺陷,比如我们与if、else使用的时候,会有这样的一种使用情况:

此时会报语法错误。为什么呢?

同样的,我们可以先来看一下我们的demo代码预处理过后,相应的宏代码会被转换为什么。如:

这里我们可以看到,我们的if、else结构代码被替换为如下形式:

if(c){ /* ……. */ };else{ /* ……. */ };显然,出现了语法错误。if之后的大括号之后不能加分号,这里的分号其实可以看做一条空语句,这个空语句会把if与else给分隔开来,导致else不能正确匹配到if,导致语法错误。

为了解决这个问题,有几种方法。第一种方法是:把分号去掉。代码变成:

第二种方法是:在if之后使用DBG_PRINTF打印调试时总是加{}。代码变成:

以上两种方法都可以正常编译、运行了。

但是,我们C语言中,每条语句往往以分号结尾;并且,总有些人习惯在if判断之后只有一条语句的情况下不加大括号;而且我们创建的DBG_PRINTF宏函数的目的就是为了对标printf函数,printf函数的使用加分号在任何地方的使用都是没有问题的。

基于这几个原因,我们有必要再对我们的DBG_PRINTF宏函数进行一个改造。

下面引入do{}while(0)来对我们的DBG_PRINTF进行一个简单的改造。改造后的DBG_PRINTF宏函数如下:

#define DBG_PRINTF(fmt, args…) \\do\\{\\ printf("<<File:%s Line:%d Function:%s>> ", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);\\ printf(fmt, ##args);\\}while(0)这里的do…while循环的循环体只执行一次,与不加循环是效果一样。并且,可以避免了上面的问题。预处理文件:

我们的宏函数实体中,while(0)后面不加分号,在实际调用时补上分号,既符合了C语言语句分号结尾的习惯,也符合了do…while的语法规则。

使用do{}while(0)来封装宏函数可能会让很多初学者看着不习惯,但必须承认的是,这确确实实是一种很常用的方法。

在STM32的HAL库中搜索while(0):

在Linux源码中搜索while(0):

可见,在实际中,do{}while(0)用的很多。

#运算符与##运算符这两个运算符之前也有分享过,这里顺便也提一下。

#号作为一个预处理运算符,可以把记号转换成字符串。例如,如果A是一个宏形参,那么#A就是转换为字符串"A"的形参名。这个过程称为字符串化(stringizing)。以下程序演示这个过程:

##运算符可以把两个记号组合成一个记号。以下程序演示这个过程:

这个运算符用得很多。如:

以上就是本次的分享,如有错误,欢迎指出。谢谢

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