Question

我正试图找到一种让枚举“无符号”的方法。

enum{
     x1 = 0,
     x2,
     x3
};
uint8_t = x2; /* <--- PC-LINT MISRA-C 2004 will complain about mixing signed and unsigned here */

当然，我可以添加一个类型转换来消除错误，这很费时且容易出错。

uint8_t = (uint8_t)x2; /* This works, but is a lot of extra work over the course of 1000s of lines of code*/

那么，有没有办法让MISRA-C 2004想要的特定枚举无符号？

Answer 1

没有标准的C方式来控制为enum选择的类型。您有时可以以特定于实现的方式执行此操作，例如通过向枚举添加一个强制类型为无符号的值：

enum {
  x1,
  x2,
  x3,
  giant_one_for_forcing_unsigned = 0x80000000;
};

但这也不是标准C（因为提供的值不适合int）。不幸的是，你几乎没有运气。这是标准中的相关位：

6.7.2.2枚举说明符，第4段

每个枚举类型应与 char ，有符号整数类型或无符号整数类型兼容。类型的选择是实现定义的，但应能够表示枚举的所有成员的值。枚举类型在 } 紧接在终止枚举器声明列表之后才会完整，并在此后完成。

最好使用#define而不是enum来制作常量：

#define x1 0U
#define x2 1U
#define x3 2U

uint8_t x = x2;

Answer 2

这里有几个问题，转换错误的可能性很小，MISRA试图让你避免：

您的示例中的枚举常量（x1等）保证为int（1）类型。但枚举变量和变量类型枚举不能保证属于同一类型（2），如果你运气不好，它被定义为一个小整数类型，因此受整数提升规则的约束。
MISRA禁止将大整数类型的隐式转换为较小的整数类型，主要是为了避免无意中截断值，还要避开各种隐式提升规则。

您的具体MISRA合规性错误实际上来自上述后一个问题，违反了规则10.3（3）。

您可以通过向“基础类型”（预期类型）添加显式强制转换来解决此问题，在本例中为强制转换为uint8_t。或者你可以通过永远不使用枚举来解决它，用#defines替换它们。这可能听起来很激进，但请记住，C没有任何类型安全性，因此除了可读性之外，使用枚举没有明显的好处。

以这种方式替换枚举是很常见的：

#define FALSE 0
#define TRUE  1
typedef uint8_t BOOL;

（虽然这个例子中的目的主要是使BOOL类型可移植，保证为8位而不是16位，如果它是枚举，可能会发生。）

参考文献：

（1）C11 6.2.7.7/2：

“定义枚举常量值的表达式应该是一个整数常量表达式，具有可表示的值作为一个int。“

（2）C11 6.2.7.7/4：

“每个枚举类型应与char，一个有符号整数兼容类型或无符号整数类型。类型的选择是实现定义，但应能够代表枚举的所有成员的值。“

（3）MISRA-c：2004规则10.3：

“整数类型的复杂表达式的值只能转换为一种比底层更窄且具有相同符号的类型表达式的类型。“

Answer 3

在C90中，不仅没有办法指定enum采用无符号类型，而且在C90中：

声明为枚举常量的标识符具有int
类型

这也适用于C99（6.4.4.3）。如果您想要一个无符号类型，那么您正在查看语言扩展名。

枚举类型可能不是int，但常量本身必须有int类型。

Answer 4

您可以通过包含一个足够大的值使其无法符合int（每个规范）来强制它无符号。这对于类型＆gt; = sizeof int非常简单，但unsigned char / short更复杂并且需要编译器特定的打包。当然，从技术上讲，实现仍然可以将UINT_MAX表示为无符号的长整数...不是我曾见过的。

#include <stdio.h> //only included for printf example
#include <limits.h>
#include <stdint.h>

/** set up some helper macros **/
#ifdef _MSC_VER 
    #define PACK( ... ) __pragma( pack(push, 1) ) __VA_ARGS__ __pragma( pack(pop) )
#else /* for gcc, clang, icc and others */
    #define PACK( ... ) __VA_ARGS__ __attribute__((__packed__))
#endif
#define _PASTE(x,y) x ## y
#define PASTE(x,y) _PASTE(x,y)

/* __LINE__ added for semi-unique names */
#define U_ENUM(n, ... ) \
    enum n { __VA_ARGS__ , PASTE( U_DUMMY , __LINE__ ) = UINT_MAX }
#define UL_ENUM(n, ... ) \
    enum n { __VA_ARGS__ , PASTE( UL_DUMMY , __LINE__ ) = ULONG_MAX }
#define SZ_ENUM(n, ... ) /* useful for array indices */ \
    enum n { __VA_ARGS__ , PASTE( SZ_DUMMY , __LINE__ ) = SIZE_MAX }
#define ULL_ENUM(n, ... ) \
    enum n { __VA_ARGS__ , PASTE( ULL_DUMMY , __LINE__ ) = ULLONG_MAX }
#define UC_ENUM(n,...) \
    PACK(enum n { __VA_ARGS__ , PASTE( UC_DUMMY , __LINE__ ) = UCHAR_MAX })
#define US_ENUM(n,...) \
    PACK(enum n { __VA_ARGS__ , PASTE( US_DUMMY , __LINE__ ) = USHRT_MAX })

这是检查它是否按预期工作：

typedef UC_ENUM(,a) A_t;
typedef US_ENUM(,b) B_t;
typedef U_ENUM(,c) C_t;
typedef UL_ENUM(,d) D_t;
typedef ULL_ENUM(,e) E_t;
typedef SZ_ENUM(,e) F_t;
int main(void) {
  printf("UC %d,\nUS %d,\nU %d,\nUL %d,\nULL %d,\nSZ %d,\n",sizeof(A_t),
    sizeof(B_t),sizeof(C_t),sizeof(D_t),sizeof(E_t),sizeof(F_t));
  return 0;
}

更像是标准的枚举语句，这与我使用的更简单的版本略有不同，后者为最后一个enum而不是__LINE__ hack采用了额外的命名参数（这对于返回的函数也很有用） -1出错，因为它会转换为U * _MAX）以下是该版本的外观：

#define U_ENUM( n, err, ...)      enum n { __VA_ARGS__ , err = UINT_MAX  }
#define UL_ENUM(n, err, ...)      enum n { __VA_ARGS__ , err = ULONG_MAX }
#define ULL_ENUM(n,err, ...)      enum n { __VA_ARGS__ , err = ULLONG_MAX}
#define SZ_ENUM(n, err, ...)      enum n { __VA_ARGS__ , err = SIZE_MAX  }
#define UC_ENUM(n, err, ...) PACK(enum n { __VA_ARGS__ , err = UCHAR_MAX })
#define US_ENUM(n, err, ...) PACK(enum n { __VA_ARGS__ , err = USHRT_MAX })

除了在char中打包枚举或者为了紧凑性打包时，size_t枚举是最有趣的，因为它们可以用作数组索引而无需额外的MOV指令。

typedef SZ_ENUM(message_t,MSG_LAST,MSG_HELLO,MSG_GOODBYE,MSG_BAD) message_t;
static const char *messages[]={"hello","goodbye","bad message"};
void printmsg(message_t msg){
  if (msg > MSG_BAD) msg = MSG_BAD;
  (void) puts(messages[msg]);
}

请注意，如果您使用C ++ 11 vs C，则可以enum Foo : char { A, B, C};或enum class Bar : size_t { X, Y, Z};

Answer 5

除了@Carl's answer之外，为了获得enum声明的一些好处并导致某些无符号类型，代码可以使用以下内容。

// Form values 0, 5, 6
enum { 
 x1, 
 x2 = 5, 
 x3
};

// Form values 0u, 5u, 6u
#define ux1 (1u * x1)
#define ux2 (1u * x2)
#define ux3 (1u * x3)

这可能对int范围之外的枚举常量没有帮助。

当然，代码可以在OP知道的情况下进行转换。

// uint8_t = x2;
uint8_t = x2 * 1u;

有没有办法在C90标准中使用enum unsigned（符合MISRA-C 2004标准）

5 个答案: