宏定义ARRAY_SIZE
在Google V8项目中读取globals.h时,我遇到了以下宏定义。
// The expression ARRAY_SIZE(a) is a compile-time constant of type // size_t which represents the number of elements of the given // array. You should only use ARRAY_SIZE on statically allocated // arrays. #define ARRAY_SIZE(a) \ ((sizeof(a) / sizeof(*(a))) / \ static_cast(!(sizeof(a) % sizeof(*(a)))))
我的问题是后一部分: static_cast(!(sizeof(a) % sizeof(*(a)))))
。 我想到的一件事是:由于后一部分将始终求值为1
,其类型为size_t
,因此整个表达式将被提升为size_t
。
如果这个假设是正确的,则会出现另一个问题:由于sizeof
运算符的返回类型是size_t,为什么需要这样的推广? 以这种方式定义宏有什么好处?
后一部分将始终计算为1,其类型为size_t,
理想情况下,后面的部分将评估为bool
(即true
/ false
)并使用static_cast<>
,它将转换为size_t
。
为什么这种促销是必要的? 以这种方式定义宏有什么好处?
我不知道这是否是定义宏的理想方式。 但是,我发现的一个灵感来自注释: //You should only use ARRAY_SIZE on statically allocated arrays.
假设,如果有人传递指针,那么struct
(如果它大于指针大小)数据类型将失败。
struct S { int i,j,k,l }; S *p = new S[10]; ARRAY_SIZE(p); // compile time failure !
[注意:此技术可能不会显示int*
, char*
任何错误。 int*
。
正如所解释的那样,这是一种微弱的(*)尝试来保护宏不被指针(而不是真正的数组)使用,因为它不能正确地评估数组的大小。 这当然源于这样一个事实,即宏是基于文本的纯操作,并且没有AST的概念。
由于问题也标记为C ++,我想指出C ++提供了一种类型安全的替代方案:模板。
#ifdef __cplusplus template struct ArraySizeHelper { char _[N]; }; template ArraySizeHelper makeArraySizeHelper(T(&)[N]); # define ARRAY_SIZE(a) sizeof(makeArraySizeHelper(a)) #else # // C definition as shown in Google's code #endif
或者,很快就能使用constexpr
:
template constexpr size_t size(T (&)[N]) { return N; }
但是我最喜欢的编译器(Clang)仍然没有实现它们:x
在这两种情况下,由于函数不接受指针参数,如果类型不正确,则会出现编译时错误。
(*)微弱,因为它不适用于对象大小是指针大小的除数的小对象。
只是演示它是编译时的值:
template void print() { std::cout << N << "\n"; } int main() { int a[5]; print(); }
在IDEONE上查看它。
如果sizeof(a) / sizeof(*a)
有一些余数(即a
不是*a
的整数),则表达式将计算为0
,编译器会在编译时给出零 除错 。
我只能假设宏的作者过去曾被未通过该测试的东西烧毁。
在Linux内核中,宏被定义为(特定于GCC):
#define ARRAY_SIZE(arr) (sizeof(arr) / sizeof((arr)[0]) + __must_be_array(arr))
__must_be_array()
位置
/* &a[0] degrades to a pointer: a different type from an array */ #define __must_be_array(a) BUILD_BUG_ON_ZERO(__same_type((a), &(a)[0]))
和__same_type()
是
#define __same_type(a, b) __builtin_types_compatible_p(typeof(a), typeof(b))
第二部分希望确保sizeof( a )
可以被sizeof( *a )
整除。
因此(sizeof(a) % sizeof(*(a)))
部分的大小。 如果它可以被整除,则表达式将被计算为0
。 来了!
部分 – !(0)
将给出true
。 这就是演员需要的原因。 实际上,这不会影响大小的计算,只需添加编译时检查。
由于它是编译时,如果(sizeof(a) % sizeof(*(a)))
不为0
,则0分区的编译时错误。