[前言：使用__FILE__和__LINE__来定位错误已经屡见不鲜，然而其中一些道理又有几个人仔细探究过。本文参考了Curtis Krauskopf的一篇名为Using __FILE__ and __LINE__ to Report Errors 的文章，希望达到解惑之效。]
问题：当运行时错误产生时，我怎样才能得到包含C++文件名和行号的字符串信息？
回答：在C++中的__FILE__预编译指示器包含了被编译的文件名，而__LINE__则包含了源代码的行号。__FILE__和__LINE__的前后都包含了两个下划线，让我们仔细看看__FILE__所包含的每个字符：
_ _ F I L E _ _
下面展示了在控制台程序中如果显示文件名和代码行号。
#include < stdio.h >
int main( int , char ** )
{
printf( " This fake error is in %s on line %d\n " , __FILE__, __LINE__);
return 0 ;
}
输出结果：
This fake error is in c:\temp\test.cpp on line 5
让我们更上一层楼
我想通过一个通用函数error()来报告错误，以使当某个错误发生时我能设置断点以及隔离错误处理（例如，在屏幕上打印错误信息或者写入日志）。因此，函数的原型应该是这样的吧：
void error( const char * file, const unsigned long line, const char * msg);
调用方式如下：
error(__FILE__, __LINE__, " my error message " );
预处理魔法
这里有三个问题需要解决：
- __FILE__和__LINE__在每次调用error时作为参数传入。
- __FILE和__LINE__前后的下划线很容易被遗忘，从而导致编译错误。
- __LINE__是一个整数，这无疑增加了error函数的复杂度。我绝不想直接使用整型的__LINE__，而通常都是将转换为字符串打印到屏幕或写入日志文件。
__FILE__和__LINE__应该被自动处理，而非每次作为参数传递给error，这样会让error的使用者感觉更爽些，它的形式可能是下面这样：
error(AT, " my error message " );
我希望上面的宏AT展开为："c:\temp\test.cpp:5"。而新的error函数则变成：
void error( const char * location, const char * msg);
因为Borland C++ Builder编译器能够自动合并相邻的字符串，因此我把AT写成下面这样：
#define AT __FILE__ ":" __LINE__
然而它却罢工了，因为__LINE__被扩展成了整数而非字符串，所以宏展开后变成：
"c:\temp\test.cpp" ":" 5
这是一个无效的字符串，因为末尾有一个未被双引号包含的整数。
怎么办？别着急，一个特殊的预编译指示器“#”能够帮我们将一个变量转换成字符串。所以重新定义宏：
#define AT __FILE__ ":" #__LINE__
嘿嘿，这样总行了吧。别高兴得太早，这样也是不行的。因为编译器会抱怨#是个无效字符。其实，问题是#预编译指示器只有这样使用才会被正确识别：
#define symbol(X) #X
因此，我把代码改为：
#define STRINGIFY(x) #x
#define AT __FILE__ ":" STRINGIFY(__LINE__)
然而，奇怪的结果产生了，__LINE__居然被作为了输出的一部分：
c:\temp\test.cpp:__LINE__: fake error
解决方法是再用一个宏来包装STRINGIFY()：
#define STRINGIFY(x) #x
#define TOSTRING(x) STRINGIFY(x)
#define AT __FILE__ ":" TOSTRING(__LINE__)
OK，我们用下面的代码来试试：
#include < stdio.h >
#define STRINGIFY(x) #x
#define TOSTRING(x) STRINGIFY(x)
#define AT __FILE__ ":" TOSTRING(__LINE__)
void error( const char * location, const char * msg)
{
printf( " Error at %s: %s\n " , location, msg);
}
int main( int , char ** )
{
error(AT, " fake error " );
return 0 ;
}
输出结果：
Error at c:\temp\test\test.cpp:11: fake error
Visual Studio下的实践
在《Windows核心编程》中，Jeffrey Richter提供了下面的宏在编译期输出有用信息：
#define chSTR2(x) #x
#define chSTR(x) chSTR2(x)
#define chMSG(desc) message(__FILE__ "(" chSTR(__LINE__) "):" #desc)
message是一个预编译指令，上面宏的使用方法是：
#pragma chMSG(Fix this later)
结论
- 预编译指示器__FILE__和__LINE__能够提供有用的信息。
- __LINE__的处理方式远比我们想象的要复杂。
- __FILE__被处理成字符串，给我们带来了不少方便。