X-MACRO使用技巧
背景最近遇到一个问题，需要将分区表硬编码在代码，第一反应可能是定义个数组，数组内容包括分区名称和分区大小。
类似于这种：
struct Partition {
const char *name;
int max_size;
};
static const struct Partition partitions[] = {
{"partition_a", 0x12345},
{"partition_b", 0x12345},
// ...
};但在设备启动时，每加载一个分区时都要获取分区大小。如果有16个分区就需要遍历该数组16 * 16 = 256次。会浪费不少时间在这上面。 因此，考虑到对设备启动时间的影响，需要找一种其他办法来解决这个问题。
什么是xmacro
X-MACRO是一种可靠维护代码或数据的并行列表的技术，其相应项必须以相同的顺序出现。它们在至少某些列表无法通过索引组成的地方（例如编译时）最有用。此类列表的示例尤其包括数组的初始化，枚举常量和函数原型的声明，语句序列的生成等。X-MACRO的使用可以追溯到1960年代。它在现代C和C ++编程语言中仍然有用。
X-MACRO应用程序包括两部分：
[*]列表元素的定义。
[*]扩展列表以生成声明或语句的片段。
该列表由一个宏或头文件（名为LIST）定义，该文件本身不生成任何代码，而仅由一系列调用宏（通常称为“ X”）与元素的数据组成。LIST的每个扩展都在X定义之前加上一个list元素的语法。LIST的调用会为列表中的每个元素扩展X。
X-MACRO核心思想有两点：
[*]数据与代码分离：将数据定义（如字段、枚举值等）集中在一个地方。
[*]多次展开：通过宏的不同定义，将同一份数据生成不同的代码（如枚举、字符串数组、序列化代码等）。
用法介绍
首先我们介绍一下#define与#undef的用法:
#define X_MACRO(a, b) a
#undef X_MACRO
#define X_MACRO(a, b) b
#undef X_MACRO 示例：
#define X_MACRO(a, b) a
int x = X_MACRO(10, 100)
#undef X_MACRO
#define X_MACRO(a, b) b
int y = X_MACRO(10, 100)
#undef X_MACRO #undef可以取消定义宏，然后再通过#define重新定义宏，此时得到的x，y的值分别是10和100
X-Macro其实就是通过#define与#undef实现的一种宏定义的技巧；
首先我们可以定义出这样的宏列表：
#define MACROS_TABLE \
X_MACROS(CMD_LED_ON,led_on) \
X_MACROS(CMD_LED_OFF, led_off) \ 当我们需要一个命令列表时可以这样定义：
typedef enum
{
#define X_MACROS(a, b) a,
MACROS_TABLE
#undef X_MACROS
CMD_MAX
}cmd_e; 宏展开后是这样的形式：
typedef enum
{
CMD_LED_ON,
CMD_LED_OFF,
CMD_MAX
}cmd_e; 如果我们需要一个命令的字符串列表用作log打印时也可以定义这样的列表：
const char* cmd_str[] =
{
#define X_MACROS(a, b) #a,
MACROS_TABLE
#undef X_MACROS
}; 宏展开后是这样的形式：
const func func_table[] =
{
“CMD_LED_ON”，
“CMD_LED_OFF”，
}; 当我们需要一个函数列表时可以这样操作：
const func func_table[] =
{
#define X_MACROS(a, b) b,
MACROS_TABLE
#undef X_MACROS
}; 宏展开后是这样的形式：
const func func_table[] =
{
led_on,
led_off,
}; 由于函数列表与命令列表都是根据MACROS_TABLE这个宏拓展出来的，是一一对应的，所以我们可以直接使用索引的方式来调用函数：
static void cmd_handle(cmd_e cmd)
{
if(cmd < CMD_MAX)
{
func_table((void*)cmd_str);
}
} 使用X-MACRO对于此类的命令消息处理十分高效简洁，非常实用，且拓展性非常强。
使用X-MACRO定义分区大小
/**
* Maximum partition size
*/
#define PARTITION_TABLE \
PARTITION_MAX_SIZE(partition_a, 123456) \
PARTITION_MAX_SIZE(partition_b, 23456) \
............
#define PARTITION_MAX_SIZE(name, size) \
static const int PART_##name##_SIZE = size;
PARTITION_TABLE
#undef PARTITION_MAX_SIZE 然后使用get_partition_max_size函数获取分区的大小。
int get_partition_max_size(const char *partition_name)
{
return 0
#define PARTITION_MAX_SIZE(name, size) +(strcmp(partition_name, #name) ? 0 : PART_##name##_SIZE)
PARTITION_TABLE
#undef PARTITION_MAX_SIZE
;
} 下面对这函数做详细介绍。
以上代码主要分为两部分。第一次定义 PARTITION_MAX_SIZE 生成静态常量。第二次在get_partition_max_size函数内重新定义，生成条件判断表达式。
PARTITION_MAX_SIZE生成静态常量
1. 定义分区表宏 PARTITION_TABLE
#define PARTITION_TABLE \
PARTITION_MAX_SIZE(partition_a, 123456) \
PARTITION_MAX_SIZE(partition_b, 23456) \
// ... 其他分区定义
[*]作用：
通过宏 PARTITION_MAX_SIZE 定义多个分区的名称和大小，形成一张分区表。
[*]示例内容：
[*]partition_a 的大小为 123456 字节。
[*]partition_b 的大小为 23456 字节。
[*]... 表示可以继续添加更多分区。
2 . 定义宏 PARTITION_MAX_SIZE
#define PARTITION_MAX_SIZE(name, size) \
static const int PART_##name##_SIZE = size;
[*]作用：
将 PARTITION_MAX_SIZE(name, size) 转换为静态常量定义，格式为：
static const int PART__SIZE = size;
[*]关键符号：
[*]##：宏的拼接运算符，将 name 插入到 PART_ 和 _SIZE 之间。
[*]示例：
PARTITION_MAX_SIZE(partition_a, 123456) 展开后：
static const int PART_partition_a_SIZE = 123456;
3 . 展开 PARTITION_TABLE
PARTITION_TABLE
[*]作用：
展开 PARTITION_TABLE 宏，实际调用其中所有 PARTITION_MAX_SIZE 宏。
[*]展开过程：
[*]根据 PARTITION_TABLE 的定义，展开为多个 PARTITION_MAX_SIZE 调用：
PARTITION_MAX_SIZE(partition_a, 123456)
PARTITION_MAX_SIZE(partition_b, 23456)
// ... 其他分区
[*]进一步展开每个 PARTITION_MAX_SIZE：
static const int PART_partition_a_SIZE = 123456;
static const int PART_partition_b_SIZE = 23456;
// ... 其他分区对应的静态变量
4 . 取消宏定义
#undef PARTITION_MAX_SIZE
[*]作用：
取消 PARTITION_MAX_SIZE 的宏定义，防止后续代码中可能出现的宏名冲突。
5. 完整展开示例
假设 PARTITION_TABLE 定义如下：
#define PARTITION_TABLE \
PARTITION_MAX_SIZE(partition_a, 123456) \
PARTITION_MAX_SIZE(partition_b, 23456) 则代码：
#define PARTITION_MAX_SIZE(name, size) \
static const int PART_##name##_SIZE = size;PARTITION_TABLE#undef PARTITION_MAX_SIZE 将展开为：
static const int PART_partition_a_SIZE = 123456;
static const int PART_partition_b_SIZE = 23456;6. 核心目的
通过宏技巧 集中管理分区配置，避免手工编写重复代码：
[*]集中化定义：所有分区的名称和大小在 PARTITION_TABLE 中统一配置。
[*]自动生成代码：通过宏批量生成对应的静态常量，简化代码维护。
get_partition_max_size 函数逻辑
在get_partition_max_size函数内部重新定义了 PARTITION_MAX_SIZE，每个 PARTITION_MAX_SIZE(name, size) 被替换为：
+ (strcmp(partition_name, "partition_a") ? 0 : PART_partition_a_SIZE)
+ (strcmp(partition_name, "partition_b") ? 0 : PART_partition_b_SIZE) 最终在get_partition_max_size函数展开为：
int get_partition_max_size(const char *partition_name) {
return 0
+ (strcmp(partition_name, "partition_a") ? 0 : PART_partition_a_SIZE)
+ (strcmp(partition_name, "partition_b") ? 0 : PART_partition_b_SIZE)
} 若 partition_name 匹配 "parititon_a"，表达式结果为 PART_partition_a_SIZE（即 123456）。
若不匹配，结果为 0。
总结
相比于使用数组定义分区名称和大小的方式，使用X-MACRO方式大大节省了运行时的开销。所有分区的名称和大小在编译期展开为静态常量，查询时直接访问内存地址，无计算开销。而且静态常量存储在程序的只读数据段（如 .rodata），不占用堆栈内存。
当然，缺点也很明显，代码可读性，可调试性会下降。
优点缺点总是相对而论的，在某些情况下，缺点也可以变为优点。而且，并不是所有的方案都完美无缺。需求的优先级是最高的，这点毋庸置疑。在考虑性能和可维护性的前提下，使用X-MACRO这种方式，可能是最好的解决办法。
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