Question

在C语言中是否有一种方法可以强制函数调用者向函数发送一个常量值（如果不是，则期望编译错误）？

例如，考虑以下简单功能：

int foo(int x, int y)
{
    assert( x < 10);
    return x+y;
}

如果我能以某种方式告诉编译器在所有情况下均应以恒定值发送x，则可以在编译时评估断言（即使实际上仅在运行时调用了断言）。有办法吗？

仅说明原因-在低资源系统中，在编译时对事物进行评估可以显着降低软件足迹和执行时间。

谢谢。

Answer 1

首先，这是一个完全标准的C11解决方案：

#include <stdint.h>
#include <assert.h>

#define is_integral_constant_p(c) (_Generic(0 ? (void*)(uintptr_t)((c) - (c)) : (int*)(0), \
                                  int*: 1,                                            \
                                  default: 0)) 


#define foo(x, y) (is_integral_constant_p(x) ? real_foo : error_foo_x_is_not_a_constant_expression)(x, y)

extern int error_foo_x_is_not_a_constant_expression(int, int);
int real_foo(int x, int y)
{
    assert(x < 10);
    return x+y;
}

int main(void)
{
    static_assert(is_integral_constant_p(5), "5 is not a constant expression?");
    foo(5, 1);

    // int x = 0;
    // foo(x, 1);  // This will not link
}

魔术是条件表达式的工作方式。如果操作数之一为空指针常量，则结果的类型为另一个指针参数的类型。否则，如果一个参数为void*，则结果为void*。由于(void*)(0)是空指针常量，因此仅当(c) - (c)是等于0的整数常量表达式时，第二个操作数才是空指针常量。如果c是整数常量表达式，则会发生这种情况。

_Generic只是根据结果的类型选择一个常量，在实际情况下，我们希望该常量为int*，否则为void*。此外，宏本身会求值为整数常量表达式（因此甚至可以在assert中使用）。

以上内容是对Linux内核中使用的技术的一种改编（如here所述），仅不对C使用GNU特定扩展。仅使用C11功能。

现在，我们将foo实现为对x进行检查的宏，然后将其转发到进行计算的“ real_foo”，或者转发到已声明但未定义的函数。因此，如果x不是常量，程序将无法链接。

here直播。

对于您的特定情况，您可以完全删除断言并将支票移到foo宏中。看起来像这样：

#define foo(x, y) (is_integral_constat_p(x) && (x < 10) ? real_foo : \
                   error_foo_x_is_not_a_constant_expression_or_more_than_10)(x, y)

该宏结合短路评估为我们提供了所需的行为。如您所见here。

在这一点上，我认为我应该警告您。该代码可能不是那么直接以保护代码审查。因此，请仔细考虑您可能获得的任何性能提升是否值得解释。

是否可以强制函数参数在C中保持不变？

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