轻松“反转”C预处理器宏的集合
我有很多预处理器宏定义，如下所示：
#define FOO 1 #define BAR 2 #define BAZ 3 在实际应用中，每个定义对应于解释器虚拟机中的指令。 这些宏在编号方面也不是连续的，以便为将来的指令留出空间; 可能有#define FOO 41 ，然后下一个是#define BAR 64 。
我现在正在为这个虚拟机开发一个调试器，需要有效地“反转”这些预制宏。 换句话说，我需要一个获取数字并返回宏名称的函数，例如2的输入返回"BAR" 。
当然，我可以自己创建一个使用switch的function：
const char* instruction_by_id(int id) { switch (id) { case FOO: return "FOO"; case BAR: return "BAR"; case BAZ: return "BAZ"; default: return "???"; } }
但是，这将是一个难以维护的噩梦，因为重命名，删除或添加指令也需要修改此function。
是否有另一个宏可以用来为我创建这样的函数，还是有其他方法？ 如果没有，是否可以创建宏来执行此任务？
我在Windows 10上使用gcc 6.3。
你有错误的方法。 如果您还没有阅读，请阅读SICP 。
我有很多预处理器宏定义，如下所示：
#define FOO 1 #define BAR 2 #define BAZ 3
请记住， 可以生成C或C ++代码 ，并且很容易指示构建自动化工具生成某个特定的C文件（使用GNU make或ninja，您只需添加一些规则或配方）。
例如，你可以使用一些不同的预处理器（liek GPP或m4 ），或awk或Python或Guile等的一些脚本-eg，或者编写你自己的程序（用C，C ++，Ocaml等… ）， 生成包含这些#define -s的头文件。 另一个脚本或程序（或相同的脚本或程序，以不同方式调用）可以生成instruction_by_id的C代码
至少在20世纪80年代（例如使用yacc或RPCGEN ），已经使用了这种基本的元编程技术 （从更高级别但特定的更高级别生成一些或几个C文件）。 C预处理器通过其#include指令来实现这一点（因为你甚至可以在一些函数体内包含行等等）。 实际上，代码是数据（和certificate）和数据是代码的想法甚至更老（ Church-Turing论文 ， Curry-Howard对应 ， Halting问题 ）。 哥德尔，埃舍尔，巴赫的书非常有趣……
例如，你可以决定有一个文本文件opcodes.txt （甚至一些包含东西的sqlite数据库….）
# ignore lines starting with an hashsign FOO 1 BAR 2
并且有两个小的awk或Python脚本（或两个微小的C专用程序），一个生成#define -s（进入opcode-defines.h ），另一个生成instruction_by_id （进入opcode-instr.inc ）。 然后你需要调整你的Makefile来生成这些，并把#include "opcode-defines.h"放在一些全局头文件中，并且有
const char* instruction_by_id(int id) { switch (id) { #include "opcode-instr.inc" default: return "???"; } }
这将是一场噩梦，
这种元编程方法并非如此。 你只需要维护opcodes.txt和使用它的脚本，但是你只需要一次（在一行opcode.txt ）表达给定的“知识元素”（ FOO与1的关系）。 当然你需要记录（至少在你的Makefile有注释）。
从一些更高级别的声明式forms化中进行元编程是一种非常强大的范例。 在法国，自20世纪60年代以来，J.Pitrat开创了这一领域（他今天正在撰写一篇有趣的博客 ，同时正在退休）。 在美国， J.MacCarthy和Lisp社区也是如此。
对于一个有趣的谈话，请参阅Liam Proven FOSDEM 2018关于电路较少旅行的谈话
大型软件经常使用这种元编程方法。 例如， GCC编译器有大约十几个C ++代码生成器（总共它们发出了超过一百万个C ++行）。
查看这种方法的另一种方法是可以编译为C 的特定于域的语言 。 如果您使用提供动态加载的操作系统，您甚至可以编写一个发出C代码的程序，分支进程将其编译成一些插件，然后加载该插件（在POSIX或Linux上，使用dlopen ）。 有趣的是，计算机现在足够快，可以在交互式应用程序中实现这种方法（在某种REPL中 ）：你可以发出几千行的C文件，将其编译成一些.so共享对象文件，然后执行，在几分之一秒内。 您还可以使用JIT编译库（如GCCJIT或LLVM）在运行时生成代码。 您可以将解释器（如Lua或Guile ）嵌入到您的程序中。
BTW，元编程方法是大多数开发人员（而不仅仅是编译器业务人员）应该知道基本编译技术的原因之一; 另一个原因是解析问题很常见。 所以阅读龙书 。
注意Greenspun的第十条规则 。 它不仅仅是一个笑话，实际上是关于大型软件的深刻真理。
在类似的情况下，我使用定义文本文件格式来定义指令，并编写程序来读取该文件，并写出实际指令定义的C源和函数的C源，如instruction_by_id（）。 这样您只需要维护文本文件。