如何用 C/C 宏模拟递归？

C/C 中的递归宏

C/C 中的宏不支持直接递归。但是，可以通过预处理技术和间接的组合来模拟递归。

类似递归的宏示例

以下宏使用延迟表达式模拟递归和间接：

#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))

执行处理

当遇到 pr(5) 时，会发生以下步骤：

1. pr(5) 展开为 ((5 == 1) ? 1 : DEFER( pr_id)()(5 - 1)).
2. 预处理器将 pr(5) 绘制为蓝色（禁用context)，防止其进一步扩展。
3. DEFER(pr_id)()(5 - 1) 变为 OBSTRUCT(pr_id)()(5 - 1) 并且 pr_id () 被涂成蓝色。
4. EXPAND(pr(5)) 展开为 ((5 == 1) ? 1 : ((5 - 1 == 1) ? 1 : DEFER(pr_id)()(5 - 1 - 1)))
5. 需要额外的扩展才能完成递归。

递归重复宏

类似递归的宏的一个更复杂的示例是重复宏，它执行特定的操作代码块指定次数：

#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

此宏可以按如下方式使用：

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

限制

模拟递归时通过宏是可能的，但由于潜在的性能影响和代码可读性问题，通常被认为是一种不好的做法。现代 C 提供了替代的递归机制，例如 lambda 表达式和模板元编程。

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