Question

我想声明一个静态分配的数组。让我们看一下以下代码：

#define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
#define FAST            16
#define SLOW            6
#define MAX_NUM         MAX(FAST,SLOW)
U8*   pBuffers[MAX_NUM];

何时由GCC编译器评估MAX_NUM（FAST和SLOW是常量）？我想确保MAX_NUM是常量，并作为编译的一部分或由预处理程序进行评估。

Answer 1

启动编译器时，将依次执行以下阶段：

预处理：它管理＃define，＃ifdef / #endif ...
代码生成：它生成可在目标CPU上运行的机器代码
优化：根据用户选项进行优化

在预处理阶段，预处理器将例如用以下行“替换”您的行：

U8*   pBuffers[MAX(FAST,SLOW)]

然后：

U8*   pBuffers[((FAST)>(SLOW)?(FAST):(SLOW))]

然后终于：

U8*   pBuffers[((16)>(6)?(16):(6))]

实际上，预处理器不是很聪明，并且不会走得更远。

在代码生成阶段，您的行将被解释为：

U8*   pBuffers[16]

因为代码生成器非常聪明。

Answer 2

The C standard要求使用整数常量表达式声明大多数数组的大小，在编译时可以（在这种情况下）必须对其进行充分评估。（唯一的例外是“可变长度数组”，并且它们必须是具有“自动存储持续时间”的函数局部变量，而不是静态分配的。）

因此，对您的问题的一个答案是您不必为此担心。如果你写

WHATEVER_TYPE variable[SOME EXPRESSION];

在文件范围内，SOME EXPRESSION在编译时将被评估为常量，否则编译将失败并且您将得到一个错误。

但是更有用的答案是解释在阅读代码时如何亲自查看SOME EXPRESSION是否为整数常量表达式。首先，您必须在脑子上扩展所有宏。然后，您大概会有某种算术表达式（如果不是，那是语法错误）。

此算术表达式是 constant 表达式，如果它没有副作用，不进行任何函数调用并且不引用任何变量的值（即使它不是const（enum常数就可以了，就像字符串文字一样，只要sizeof variable被完全声明并且不是可变长度数组，就可以使用variable）。此外，如果它不尝试执行任何浮点或指针算术（您可以将浮点文字作为强制类型转换的直接操作数），则它是一个 integer 常量表达式。，但是；例如((int)3.1415926)是一个整数常量表达式）。

所以，以你的例子为例，

#define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
#define FAST            16
#define SLOW            6
#define MAX_NUM         MAX(FAST,SLOW)
U8*   pBuffers[MAX_NUM];

宏扩展后，我们有了

U8* pBuffers[((16)>(6)?(16):(6))];

方括号内的表达式没有副作用，不进行任何函数调用，不引用任何变量的值，并且不执行任何浮点或指针算术，因此它是整数常量表达式，并且要求编译器在编译时对其进行求值。

相反，如果您使用的是MAX的定义，则：

static inline size_t MAX(size_t a, size_t b)
{ return a > b ? a : b; }

然后将产生宏扩展

U8* pBuffers[MAX(16, 8)];

并且方括号内的表达式将进行函数调用，因此它不是整数常量表达式，甚至不是常量表达式，而且会出现编译时错误。

（仅供参考，C ++中的规则要复杂得多；如果您需要了解这一点，请提出一个新问题。）

Answer 3

总是在编译过程开始之前评估MACROS。因此，此代码无需担心，它应该可以正常工作。

同时，这整个过程取决于编译器，我相信使用gcc可以正常工作。也许，对于某些裸机应用，它可能会发出警告。

C MACRO评估

3 个答案: