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如何用 C/C 宏模擬遞歸?

Dec 07, 2024 am 08:53 AM

How Can Recursion Be Emulated with C/C   Macros?

C/C 中的遞歸宏

C/C 中的巨集不支援直接遞歸。但是,可以透過(guò)預(yù)處理技術(shù)和間接的組合來(lái)模擬遞歸。

類似遞歸的宏示例

以下宏使用延遲表達(dá)式模擬遞歸和間接:

#define EMPTY(...)
#define DEFER(...) __VA_ARGS__ EMPTY()
#define OBSTRUCT(...) __VA_ARGS__ DEFER(EMPTY)()
#define EXPAND(...) __VA_ARGS__

#define pr_id() pr
#define pr(n) ((n == 1) ? 1 : DEFER(pr_id)()(n - 1))

執(zhí)行處理

當(dāng)遇到pr(5)時(shí),會(huì)發(fā)生以下步驟:

  1. pr(5) 展開(kāi)為((5 == 1) ? 1 : DEFER( pr_id)()(5 - 1)).
  2. 預(yù)處理器將pr(5) 繪製為藍(lán)色(禁用context),防止其進(jìn)一步擴(kuò)展。
  3. DEFER(pr_id)()(5 - 1) 變成 OBSTRUCT(pr_id)()(5 - 1) 並且 pr_id () 被塗成藍(lán)色。
  4. EXPAND(pr(5)) 展開(kāi)為((5 == 1) ? 1 : ((5 - 1 == 1) ? 1 : DEFER(pr_id)()(5 - 1 - 1) ))
  5. 需要額外的擴(kuò)充才能完成遞歸。

遞歸重複宏

類似遞歸的宏的一個(gè)更複雜的範(fàn)例是重複宏,它執(zhí)行特定的操作程式碼區(qū)塊指定次數(shù):

#define REPEAT(count, macro, ...) \
    WHEN(count) \
    ( \
        OBSTRUCT(REPEAT_INDIRECT) () \
        ( \
            DEC(count), macro, __VA_ARGS__ \
        ) \
        OBSTRUCT(macro) \
        ( \
            DEC(count), __VA_ARGS__ \
        ) \
    )
#define REPEAT_INDIRECT() REPEAT

#define M(i, _) i

此宏可以如下使用:

EVAL(REPEAT(8, M, ~)) // 0 1 2 3 4 5 6 7

限制

模擬遞歸時(shí)透過(guò)巨集是可能的,但由於潛在的效能影響和程式碼可讀性問(wèn)題,通常被認(rèn)為是一種不好的做法?,F(xiàn)代 C 提供了替代的遞歸機(jī)制,例如 lambda 表達(dá)式和模板元編程。

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