C 語言 ## 連接符（Token-Pasting Operator）完整用法指南

什麼是 ## 運算符

在 C 語言宏定義中，`##` 稱為標記連接運算符（Token-Pasting Operator）。它的作用是在宏展開時，將兩個獨立的預處理標記（Token）連接成一個新的標記。

基本語法

#define MACRO(a, b) a ## b
MACRO(var, 1)  // 展開為 var1

核心用法場景

1. 變參宏中處理可選參數（GCC 擴展）

C99 標準引入 `__VA_ARGS__`，GCC 進一步支援 `##__VA_ARGS__` 解決「參數為空時多出逗號」的問題：

// 錯誤寫法：調用 debug("Test") 時展開為 fprintf(stderr, "Test" , ) —— 多出逗號，編譯失敗
#define debug(format, args...) fprintf(stderr, format, args)

// 正確寫法：## 會在 __VA_ARGS__ 為空時「吃掉」前面的逗號
#define debug(format, ...) fprintf(stderr, format, ##__VA_ARGS__)

void main(void) {
    debug("Test\n");        // ✓ 展開為 fprintf(stderr, "Test\n")
    debug("Value: %d\n", 42); // ✓ 展開為 fprintf(stderr, "Value: %d\n", 42)
}

2. 構建標識符（代碼生成）

#define DECLARE_FUNC(name) void func_##name(void)
DECLARE_FUNC(init);   // 展開為 void func_init(void)
DECLARE_FUNC(cleanup); // 展開為 void func_cleanup(void)

#define MAKE_VAR(type, name) type var_##name
MAKE_VAR(int, count);  // int var_count;

3. 字符串化與連接結合（`#` + `##`）

#define STRINGIFY(x) #x
#define CONCAT_AND_STRINGIFY(a, b) STRINGIFY(a ## b)

CONCAT_AND_STRINGIFY(Hello, World)  // "HelloWorld"

標準與編譯器差異

注意事項

• `##` 不能出現在宏定義的開頭或結尾
• 連接後必須形成合法的預處理標記（標識符、關鍵字、常量等）
• 連接發生在宏參數替換之後，參數若為宏會先展開
• 避免濫用導致代碼難以閱讀和調試

實戰範例：日誌宏

#define LOG_LEVEL_INFO  1
#define LOG_LEVEL_DEBUG 2
#define LOG_LEVEL_ERROR 3

#define LOG(level, fmt, ...) \
    do { \
        if (CURRENT_LOG_LEVEL >= level) { \
            fprintf(stderr, "[%s:%d] " fmt "\n", __FILE__, __LINE__, ##__VA_ARGS__); \
        } \
    } while(0)

// 使用
LOG(LOG_LEVEL_INFO, "Server started on port %d", 8080);
LOG(LOG_LEVEL_DEBUG, "Connection from %s", client_ip);