故事背景：

最近在看邓俊辉老师的书《数据结构（C++语言版》。不得不说这本书写的太好了，强烈推荐大家看看。

我以前也学过C++，基础的语法还是知道的，也知道C++里模板的用法。所以我满以为凭这点底子看这本书的示例代码应该是没问题的。我还特地找了一个C++在线编译器wandbox。这个在线编译器支持多种版本的C++语法，还支持多文件。

在看到第三章列表节点模板类的示例代码时，我看不懂了。代码是这样的：

typedef int Rank; //秩
#define ListNodePosi(T) ListNode<T>* //列表节点位置

template <typename T> struct ListNode { //列表节点模板类（以双向链表形式实现）
// 成员
T data; ListNodePosi(T) pred; ListNodePosi(T) succ; //数值、前驱、后继
// 极造函数
ListNode() {} //针对header和trailer的构造
ListNode( T e, ListNodePosi(T) p = NULL, ListNodePosi(T) s = NULL)
 : data(e), pred(p), succ(s) {} //默认构造器
// 操作接口
ListNodePosi(T) insertAsPred(T const& e); //紧靠当前节点之前插入新节点
ListNodePosi(T) insertAsSucc(T const& e); //紧随当前节点之后插入新节点
};

看不懂的有两句（凭什么可以这样写？为什么我写不出来？）：

#define ListNodePosi(T) ListNode<T>*

ListNodePosi(T) pred;

先来看看微软msdn对#define的语法解释：

#define Directive (C/C++)

#define identifier token-stringopt
#define identifier ( identifieropt,...,identifieropt)token-stringopt

The #define directive causes the compiler to substitute token-string for each occurrence of identifier in the source file. The identifier is replaced only when it forms a token. That is, identifier is not replaced if it appears in a comment, in a string, or as part of a longer identifier. For more information, see Tokens.

define指令使得编译器把源文件每个标识符都替换成token-string。只有当标识符构成一个token的时候才会被替换。那就是，标识符出现在注释，字符串，或者是更长标识符的一部分时不会被替换。

什么是token？（这个词很常见哟，尤其是涉及到分词的时候经常用到这个词）

A token is the smallest element of a C++ program that is meaningful to the compiler. The C++ parser recognizes these kinds of tokens: identifiers, keywords, literals, operators, punctuators, and other separators. A stream of these tokens makes up a translation unit.

一个token就是C++编程中对编译器有意义的最小元素。C++解析器会识别这些token:标识符，关键字，字面量，操作符，标点符号和其它分隔符。一连串这样的token构成了一个翻译单元。

比如定义一个变量， int a; 这就是一个token。因为它是有意义的，编译器能够编译它。
字面量就是“硬编码”。比如String str = "abcd"。这个"abcd"就是一个字面量。

现在明白了，define会把能构成token的identifier替换成token-stringopt。但不是简单粗暴的全部替换（比如注释里的就不会替换）

小结一下#define就两种用法：

• #define 标识符 token字符串选项
• #define 标识符 (标识符选项,...,标识符选项) token字符串选项

第二种用法省略号表示可以传入多个标识符选项。标识符就是变量的意思。

opt就是选项的缩写，表示这个token字符串是可选的(optional)。可选的意思就是说可以有，也可以没有。
identifer翻译过来是标识符的意思，变量名，函数名，类名等都是一个标识符。

啰嗦了这么久，再来看看#define ListNodePosi(T) ListNode<T>*这一句。这里identifier的地方有一个圆括号，显然是第二种用法。我们再来仔细看看第二种用法的语法：

The second syntax form defines a function-like macro with parameters. This form accepts an optional list of parameters that must appear in parentheses. After the macro is defined, each subsequent occurrence of identifier( identifieropt, ..., identifieropt ) is replaced with a version of the token-string argument that has actual arguments substituted for formal parameters.

第二种语法形式定义了一个类似函数的带参数的宏。这种形式接受一个可选的必须出现在圆括号里的参数列表。宏被定义之后，接下来出现的每个标识符（标识符选项,...标识符选项）都会被替换成拥有正式参数(实参)的token-string。 （言外之意如果opt-string里 有参数的话，参数会被替换成标识符里参数的值）

上面这句话看起来很容易，也很容易懂，但是我还是写不出这样的语句：

#define ListNodePosi(T) ListNode<T>*

ListNode<T>*：这的确是一个正确的token。这是一个指针类型，就像 int *一样。只不过这个类型带有泛型的参数。单独写我没意见。
ListNodePosi(T)：一个标识符后面跟上参数，根据第二种写法，这样是合法的。

根据定义，凡是代码里出现ListNodePosi(T)的地方都要替换成ListNode<T>*。 并且会用标识符参数T替换 ListNode<T>里的参数T。

我真正不理解的地方就在这里：ListNode<T>里的T是参数吗？它跟标识符里参数T是同一个概念吗？能替换成功吗？

好吧，来看看C++模板的定义。

A template is a construct that generates an ordinary type or function at compile time based on arguments the user supplies for the template parameters.

模板是根据用户为模板参数提供的参数，在编译时生成普通类型或函数的句法结构。

这里明确说明，模板里的T是一个参数。跟普通函数里的参数是一样的。如果不一样文档里不会继续说成是parameter。不一样的话它一定会用另一个(新)词来代替。

所以真相大白了，模板里的参数是参数，跟标识符里的参数是一个概念，那么用ListNodePosi(T)里的T替换ListNode<T>*里的T没毛病，可以替换成功。

啰嗦了这么久，其实就是为了搞清楚一个问题。
宏定义里标识符的参数能替换右边token里模板的参数吗？

我的理解，文档里都把它们叫成parameter，所以是可以替换的。从编译结果来看也确实如此。而且这里的叫成parameter是非常准确的，parameter指的是形参。真正替换的时候其实是用标识符里的实参(argument)替换token里模板的实参(argument)。看上面define第二种语法的定义，人家说的就是argument。

parameter和argument的区别就是：前者多指形参，后者多指实参。

宏定义和模板里所谓的参数可以这么理解：

宏定义和模板里的参数T里理解成一个变量。编译器在编译的时候会给这个变量赋上具体的值。给模板的参数赋值，就实现了所谓的模板实例化。

#define ListNodePosi(T) ListNode<T>*这一句终于搞懂了，我可真能钻牛角尖。

那么ListNodePosi(T) pred;这一句呢。一般我们在使用(调用)宏的时候都要传入实参的对不对？这里为什么还可以继续写成形参T呢？

写个demo试一下:

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#define sum(a, b) a+b
int abc(int a, int b){
    return sum(a, b);
}
int main()
{
    int c = abc(1, 2);
    std::cout<<c<<std::endl; // 输出3
}

额，我的理解是：

①目前只是在函数abc的定义里调用了宏，只是定义，程序并没有跑起来，所以可以继续使用形参。

②也可以理解为我们已经传入了“实参”，把函数abc的参数传给了宏。程序跑起来的时候在函数sum里，a和b已然是实际的值了。

好像第二种说法更有说服力一点。

总结：

以上是C++.0x标准(或者称C++11或者C++0B)出来以前的写法，有点难以理解，不过感觉很高大上啊。

从C++0x标准开始，模板别名（template alias）有了新的写法：

template <typename T> typedef ListNode<T>* ListNodePosi;

显然这种写法更简洁，更直观。因为ListNodePosi(T)感觉很别扭，总感觉是伪代码。