【骚操作】如何使用宏偷梁换柱？

来源：公众号【鱼鹰谈单片机】

作者：鱼鹰Osprey

ID ：emOsprey

有些时候，一些原本的函数功能可能并不是我们想要的，于是就想着修改函数，或者再封装一层函数。

比如对一个函数包装：

void func(){  printf("hello\n");}
// 包装函数void my_func(){  printf("add\n");  func();}

打印效果如下：

每打印一个 hello 前面都会增加一个 add。

这样确实能达到效果，但是因为多调用了一次函数，所以性能会部分下降，同时需要更大的栈空间，那么是否有一种更好的方式去达到相同的目的呢？

有的，那就是使用宏进行偷梁换柱，达到狸猫换太子的目的。

我们以打印函数为例，对它进行偷梁换柱。

一般的打印函数只会打印我们输入给它的参数，却无法打印额外的信息，比如时间戳、函数名、文件名、行号等。简单一点，假如我们希望在打印我们的消息前，能添加时间戳和函数名，又该如何做呢？

简单且易理解的偷梁换柱如下：

// 定义我们自己的打印函数格式#define OSPREY_LOG(fmt, ...)   rt_kprintf("<%08d>[%s] "fmt"\r\n",\                    rt_tick_get(), __FUNCTION__, ##__VA_ARGS__)
#undef printf   // 使 printf 在下面失去效用
// 重新定义，此时下面的所有 printf 是一个宏，而不是函数 #define printf(fmt, ...)  OSPREY_LOG(fmt, ##__VA_ARGS__)
void osprey_task(void *parameter){    uint32_t nbr = 0;    while(1)    {        printf("hello, Osprey %u", nbr++);
        rt_thread_delay(1);      }            }

原本我们的代码里面使用的是 printf 进行打印，但自己比较懒，不想每次换平台的时候都修改打印函数（比如RT-Thread 使用 rt_kprintf 打印），或者怕替换的时候操作失误，那么此时就可以使用这个技巧了。

我们先定义出我们自己的打印格式（关于这个，鱼鹰会专门写一篇笔记介绍如何设计一个简单实用的日志打印框架，里面会详细介绍这些内容，目前暂时拿来用就行），这个格式包含了时间戳信息、函数名信息。

之后，使用 #undef 这条预编译指令取消掉 printf 的作用域，接下来的代码将不再调用标准库的函数，而是使用我们自己定义的宏函数 printf，所以我们使用 #define重新定义 printf。

也就是说，#undef printf 指令后面的代码将使用宏函数 printf ，而不是标准库函数 printf，这是一道分水岭。

接下来看看打印的效果如何：

可以看到，在我们的 “hello，Osprey”之前，打印了我们需要的时间戳和函数名信息，完美！

通过这些信息，我们就可以知道打印的消息是在什么时候打印的，又是在哪个函数中打印的，定位问题将更加方便（当然你也可以加入文件名和行号，看自己的需要了）。

通过以上三行代码，我们成功且高效的完成了函数的再次封装，并且除了这些代码，不需要对后面的代码做任何修改，万一平台换了，也只需要修改这些代码就行。

现在再来一个稍微难理解一点的。

既然前面的代码可以替换printf打印函数，那么我们会想，是否可以替换rt_kprintf 本身呢？

也就是说本来我的代码就是用 rt_kprintf 函数打印的，我们是否可以对它进行封装呢？

所以接下来的代码应运而生：

// 定义我们自己的打印函数格式#define OSPREY_LOG(fmt, ...)   rt_kprintf("<%08d>[%s] "fmt"\r\n",\                    rt_tick_get(), __FUNCTION__, ##__VA_ARGS__)
#undef rt_kprintf   // 使 rt_kprintf 在下面失去效用
// 重新定义，此时下面的所有 rt_kprintf 是一个宏，而不是函数 #define rt_kprintf(fmt, ...)  OSPREY_LOG(fmt, ##__VA_ARGS__)
void osprey_task(void *parameter){    uint32_t nbr = 0;    while(1)    {        rt_kprintf("hello, Osprey %u", nbr++);            rt_thread_delay(1);      }            }

图片版：

当你测试后，你会发现，打印效果和前面的代码等同，也就是说，通过三条代码，成功将 rt_kprintf 狸猫换太子了。

其实当你理解了 #undef 和 #define，上面代码是不难理解的，#undef 取消了 rt_kprintf 的定义，而 #define 又重新定义了 rt_kprintf，所以接下来的：

rt_kprintf("hello, Osprey %u", nbr++);

被替换成了：

rt_kprintf("<%08d>[%s] "hello, Osprey %u"\r\n",\rt_tick_get(), __FUNCTION__, nbr++)

因为 rt_kprintf函数已经有了，最后编译、链接的时候也就能顺利通过了，爽！

当然，有时候版本发布的时候，我们发现不再需要打印函数了，那么我们只要使用如下方式即可消除打印（文件开头添加即可，注意 //）：

这个骚操作，你学会了吗？

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