软件 |几个C语言语法技巧和功能
来源:玩转单片机与嵌入式发布时间:2022-01-09878浏览
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C语言常常让人觉得它所能表达的东西非常有限。它不具有类似第一级函数和模式匹配这样的高级功能。但是C非常简单，并且仍然有一些非常有用的语法技巧和功能，只是没有多少人知道罢了。
很多人都知道像这样来静态地初始化数组：
int fibs[] = {1, 1, 2, 3, 5};2 数组
我们可以指定数组的元素来进行初始化。这非常有用，特别是当我们需要根据一组#define来保持某种映射关系的同步更新时。来看看一组错误码的定义，如：
* Entries may not correspond to actual numbers. Some entries omitted. */#define EINVAL 1#define ENOMEM 2#define EFAULT 3* ... */#define E2BIG 7#define EBUSY 8* ... */#define ECHILD 12* ... */
现在，假设我们想为每个错误码提供一个错误描述的字符串。为了确保数组保持了最新的定义，无论头文件做了任何修改或增补，我们都可以用这个数组指定的语法。
这样就可以静态分配足够的空间，且保证最大的索引是合法的，同时将特殊的索引初始化为指定的值，并将剩下的索引初始化为0。char *err_strings[] = {[0] = "Success",[EINVAL] = "Invalid argument",[ENOMEM] = "Not enough memory",[EFAULT] = "Bad address",* ... */[E2BIG ] = "Argument list too long",[EBUSY ] = "Device or resource busy",* ... */[ECHILD] = "No child processes"* ... */};
3 结构体与联合体
用结构体与联合体的字段名称来初始化数据是非常有用的。假设我们定义：
struct point {int x;int y;int z;}
然后，我们这样初始化struct point：
struct point p = {.x = 3, .y = 4, .z = 5};当我们不想将所有字段都初始化为0时，这种作法可以很容易的在编译时就生成结构体，而不需要专门调用一个初始化函数。
对联合体来说，我们可以使用相同的办法，只是我们只用初始化一个字段。
4 宏列表
C语言中的一个惯用方法，是说有一个已命名的实体列表，需要为它们中的每一个建立函数，将它们中的每一个初始化，并在不同的代码模块中扩展它们的名字。这在Mozilla的源码中经常用到，我就是在那时学到这个技巧的。例如，在我去年夏天工作的那个项目中，我们有一个针对每个命令进行标记的宏列表。其工 作方式如下：
#define FLAG_LIST(_) \_(InWorklist) \_(EmittedAtUses) \_(LoopInvariant) \_(Commutative) \_(Movable) \_(Lowered) \_(Guard)
它定义了一个FLAG_LIST宏，这个宏有一个参数称之为 _ ，这个参数本身是一个宏，它能够调用列表中的每个参数。举一个实际使用的例子可能更能直观地说明问题。假设我们定义了一个宏DEFINE_FLAG，比如：
#define DEFINE_FLAG(flag) flag,enum Flag {None = 0,FLAG_LIST(DEFINE_FLAG)Total};#undef DEFINE_FLAG
对FLAG_LIST(DEFINE_FLAG)做扩展能够得到如下代码：
enum Flag {None = 0,DEFINE_FLAG(InWorklist)DEFINE_FLAG(EmittedAtUses)DEFINE_FLAG(LoopInvariant)DEFINE_FLAG(Commutative)DEFINE_FLAG(Movable)DEFINE_FLAG(Lowered)DEFINE_FLAG(Guard)Total};
接着，对每个参数都扩展DEFINE_FLAG宏，这样我们就得到了enum如下：
enum Flag {None = 0,InWorklist,EmittedAtUses,LoopInvariant,Commutative,Movable,Lowered,Guard,Total};
然后，我们可能要定义一些访问函数，这样才能更好的使用flag列表：
#define FLAG_ACCESSOR(flag) \bool is##flag() const {\return hasFlags(1 << flag);\}\void set##flag() {\JS_ASSERT(!hasFlags(1 << flag));\setFlags(1 << flag);\}\void setNot##flag() {\JS_ASSERT(hasFlags(1 << flag));\removeFlags(1 << flag);\}FLAG_LIST(FLAG_ACCESSOR)#undef FLAG_ACCESSOR
一步步的展示其过程是非常有启发性的，如果对它的使用还有不解，可以花一些时间在gcc –E上。
5 编译时断言
这其实是使用C语言的宏来实现的非常有“创意”的一个功能。有些时候，特别是在进行内核编程时，在编译时就能够进行条件检查的断言，而不是在运行时进行，这非常有用。不幸的是，C99标准还不支持任何编译时的断言。
但是，我们可以利用预处理来生成代码，这些代码只有在某些条件成立时才会通过编译（最好是那种不做实际功能的命令）。有各种各样不同的方式都可以做到这一点，通常都是建立一个大小为负的数组或结构体。最常用的方式如下：
如果(condition)计算结果为一个非零值（即C中的真值），即! (condition)为零值，那么代码将能顺利地编译，并生成一个大小为零的结构体。如果(condition)结果为0（在C真为假），那么在试图生成一个负大小的结构体时，就会产生编译错误。* Force a compilation error if condition is false, but also produce a result* (of value 0 and type size_t), so it can be used e.g. in a structure* initializer (or wherever else comma expressions aren't permitted). */* Linux calls these BUILD_BUG_ON_ZERO/_NULL, which is rather misleading. */#defineSTATIC_ZERO_ASSERT(condition) (sizeof(struct{ int:-!(condition); }) )#defineSTATIC_NULL_ASSERT(condition) ((void*)STATIC_ZERO_ASSERT(condition) )* Force a compilation error if condition is false */#defineSTATIC_ASSERT(condition) ((void)STATIC_ZERO_ASSERT(condition))
它的使用非常简单，如果任何某假设条件能够静态地检查，那么它就可以在编译时断言。例如，在上面提到的标志列表中，标志集合的类型为uint32_t，所以，我们可以做以下断言：
STATIC_ASSERT(Total <= 32)(void)sizeof(struct { int:-!(Total <= 32) })(void)sizeof(struct { int: 0 })(void)sizeof(struct{ int: -1} )End
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