C语言宏#和##

一、基本用途

#用于将宏定义中的参数转换为字符串。
例：存在宏#define TO_STRING(x) #x
则TO_STRING(hello)展开为"hello"

##用于拼接Token。
例：存在宏#define DECLARE_HANDLER(x) x##_handler
则DECLARE_HANDLER(foo)展开为foo_handler

二、打印出展开后的宏

#define TO_STRING(x) #x
#define MACRO_TO_STRING(macro) TO_STRING(macro)
宏MACRO_TO_STRING将宏转换为字符串

例：

#define FOO_1(n) int a##n;

cout << MACRO_TO_STRING(FOO_1(1)) << endl;

将输出int a1;

三、宏参数替换中的#和##

Unicode下文件名的宏定义如下：
#define WIDEN2(x) L##x
#define WIDEN(x) WIDEN2(x)
#define __WFILE__ WIDEN(__FILE__)

为什么不直接定义#define __WFILE__ WIDEN2(__FILE__)呢？这篇博文也是为此而生。
先来看看展开的结果：
将MACRO_TO_STRING(__WFILE__)打印出来结果为
L"D:\\TestMacro\\test.cpp"

如果定义#define __WFILE__ WIDEN2(__FILE__)
将MACRO_TO_STRING(__WFILE__)打印出来结果为
L__LINE__

从结果可以看到__LINE__并没有展开。

四、宏参数替换标准

C99标准中6.10.3.1
6.10.3.1 Argument substitution
After the arguments for the invocation of a function-like macro have been identified,
argument substitution takes place. A parameter in the replacement list, unless preceded
by a # or ## preprocessing token or followed by a ## preprocessing token (see below), is
replaced by the corresponding argument after all macros contained therein have been
expanded.

当宏参数替换遇到#或##时，宏参数不会被宏定义替换。

#define WIDEN2(x) L##x
#define WIDEN(x) WIDEN2(x)
#define __WFILE__ WIDEN(__FILE__)

替换过程如下：
__WFILE__
WIDEN(__FILE__)
WIDEN2("D:\\TestMacro\\test.cpp")
L"D:\\TestMacro\\test.cpp"

而定义#define __WFILE__ WIDEN2(__FILE__)的替换过程如下：
__WFILE__
WIDEN2(__FILE__)
L__FILE__

WIDEN2宏定义替换参数遇到##，将该参数作为一般token处理，即使参数是个宏，也不替换该宏。
要展开的话，就需要增加一步中间操作，上例中的WIDEN(x)就是中间操作。

同理，上面的MACRO_TO_STRING打印宏定义的宏也是使用了TO_STRING作为了中间步骤。
MACRO_TO_STRING(__WFILE__)
TO_STRING(L"D:\\TestMacro\\test.cpp")
"L"D:\\TestMacro\\test.cpp""

参考资料：
1.《C语言参考手册(原书第5版)》, Samuel P.Harbison / Guy L.Steele , 机械工业出版社
2. C99标准 ISO/IEC 9899:1999 (E)