传递数组时，在C中的函数参数中强制使用数组大小​​

Question

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在C语言中，我有一个将数组作为参数的函数。此参数用作此函数的输出。输出总是相同的大小。我会：

• 使任何阅读代码的人都清楚所需的大小（尽管已经在函数注释中了），
• 理想情况下，编译会输出警告或错误，因此我可以防止在编译时（而不是运行时）出现问题。

潜在的解决方案

我在这里找到了：https://hamberg.no/erlend/posts/2013-02-18-static-array-indices.html，看起来很像解决方案，但是如果我尝试传递比所需大小小的数组，则在编译过程中将不会收到警告或错误。

这是我完整的程序main.c：

void test_array(int arr[static 5]);

int main(void)
{
    int array[3] = {'\0'};

    test_array(array); // A warning/error should occur here at compilation-time
                       // telling me my array does not meet the required size.

    return 0;
}

void test_array(int arr[static 5])
{
    arr[2] = 0x7; // do anything...
}

与此博客相反，我通过以下命令使用gcc（版本7.4.0）代替了clang：

gcc -std=c99 -Wall -o main.out main.c

在我的代码中，我们可以看到test_array（）函数需要一个5个元素的数组。我要通过一个3要素之一。我希望编译器提供有关此的消息。

问题

在C语言中，如何强制将函数参数作为给定大小的数组？如果不是这样，在编译时应该会引起注意。

Answer 1

如果传递指向数组的指针而不是指向其第一个元素的指针，则会收到不兼容的指针警告：

void foo(int (*bar)[42])
{}

int main(void)
{
    int a[40];
    foo(&a);  // warning: passing argument 1 of 'foo' from incompatible pointer type [-Werror=incompatible-pointer-types]
    // note: expected 'int (*)[42]' but argument is of type 'int (*)[40]'

    int b[45];
    foo(&b);  // warning: passing argument 1 of 'foo' from incompatible pointer type [-Werror=incompatible-pointer-types]
    // note: expected 'int (*)[42]' but argument is of type 'int (*)[45]'
}

使用-Werror进行编译以使其出错。

godbolt

Answer 2

要测试要传递的数组（不是指针）的大小至少为5个元素，可以使用Static_assert，并可以通过预处理器宏插入必要的_Static_assert。 / p>

在函数声明之后，插入：

#define test_array(arr) \
    do \
    { \
        _Static_assert(sizeof (arr) / sizeof *(arr) >= 5, "Array is too small."); \
       test_array(arr); \
    } while (0)

（do … while (0)是定义宏的一种经典方法，该宏在语法上类似于一条语句，因此可以跟随;并按照if语句的预期进行流动，这样。

在定义函数之前，插入：

#undef test_array

（如果随后使用该函数有更多用途，则必须插入#define的另一个副本。或者，可以在源文件的早期定义该函数，然后在#define之后定义，以消除任何需要其他#undef或#define指令。）

通常，这样的代码不太可能有用，因为程序经常将指针传递到数组的第一个元素（或指向数组中间的元素），并且无法测试空间中有多少个元素指针指向。因此，这仅在我们需要要作为参数给出的数组的代码中有用。该代码没有强制执行该要求。