分享一些超級炫酷的C語言小技巧

C語言常常讓人覺得它所能表達的東西非常有限。它不具有類似第一級函數(shù)和模式匹配這樣的高級功能。但是C非常簡單，并且仍然有一些非常有用的語法技巧和功能，只是沒有多少人知道罷了。

一、指定的初始化

很多人都知道像這樣來靜態(tài)地初始化數(shù)組：
?

int fibs[] = {1, 1, 2, 3, 5};

C99標準實際上支持一種更為直觀簡單的方式來初始化各種不同的集合類數(shù)據(jù)（如：結(jié)構(gòu)體，聯(lián)合體和數(shù)組）。

? 二、數(shù)組

我們可以指定數(shù)組的元素來進行初始化。這非常有用，特別是當我們需要根據(jù)一組#define來保持某種映射關(guān)系的同步更新時。來看看一組錯誤碼的定義，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


/* ... */

? 現(xiàn)在，假設(shè)我們想為每個錯誤碼提供一個錯誤描述的字符串。為了確保數(shù)組保持了最新的定義，無論頭文件做了任何修改或增補，我們都可以用這個數(shù)組指定的語法。 ?

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"
/* ... */
};

? 這樣就可以靜態(tài)分配足夠的空間，且保證最大的索引是合法的，同時將特殊的索引初始化為指定的值，并將剩下的索引初始化為0。

? 三、結(jié)構(gòu)體與聯(lián)合體

用結(jié)構(gòu)體與聯(lián)合體的字段名稱來初始化數(shù)據(jù)是非常有用的。假設(shè)我們定義：
?

struct point {
int x;
int y;
int z;
}

然后，我們這樣初始化struct point：
?

struct point p = {.x = 3, .y = 4, .z = 5};

當我們不想將所有字段都初始化為0時，這種作法可以很容易的在編譯時就生成結(jié)構(gòu)體，而不需要專門調(diào)用一個初始化函數(shù)。

對聯(lián)合體來說，我們可以使用相同的辦法，只是我們只用初始化一個字段。

? 四、宏列表

C中的一個慣用方法，是說有一個已命名的實體列表，需要為它們中的每一個建立函數(shù)，將它們中的每一個初始化，并在不同的代碼模塊中擴展它們的名字。這在Mozilla的源碼中經(jīng)常用到，我就是在那時學到這個技巧的。例如，在我去年夏天工作的那個項目中，我們有一個針對每個命令進行標記的宏列表。其工 作方式如下：
?

#define FLAG_LIST(_) 
_(InWorklist) 
_(EmittedAtUses) 
_(LoopInvariant) 
_(Commutative) 
_(Movable) 
_(Lowered) 
_(Guard)

關(guān)注公眾號：C語言中文社區(qū)，免費獲取300G編程資料 它定義了一個FLAG_LIST宏，這個宏有一個參數(shù)稱之為 _ ，這個參數(shù)本身是一個宏，它能夠調(diào)用列表中的每個參數(shù)。舉一個實際使用的例子可能更能直觀地說明問題。假設(shè)我們定義了一個宏DEFINE_FLAG，比如：
?

#define DEFINE_FLAG(flag) flag,
enum Flag {
None = 0,
FLAG_LIST(DEFINE_FLAG)
Total
};
#undef DEFINE_FLAG

對FLAG_LIST(DEFINE_FLAG)做擴展能夠得到如下代碼：
?

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
};

? 接著，對每個參數(shù)都擴展DEFINE_FLAG宏，這樣我們就得到了enum如下：
?

enum Flag {
None = 0,
InWorklist,
EmittedAtUses,
LoopInvariant,
Commutative,
Movable,
Lowered,
Guard,
Total
};

? 然后，我們可能要定義一些訪問函數(shù)，這樣才能更好的使用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

一步步的展示其過程是非常有啟發(fā)性的，如果對它的使用還有不解，可以花一些時間在gcc –E上。

? 五、編譯時斷言

這其實是使用C語言的宏來實現(xiàn)的非常有“創(chuàng)意”的一個功能。有些時候，特別是在進行內(nèi)核編程時，在編譯時就能夠進行條件檢查的斷言，而不是在運行時進行，這非常有用。不幸的是，C99標準還不支持任何編譯時的斷言。

但是，我們可以利用預(yù)處理來生成代碼，這些代碼只有在某些條件成立時才會通過編譯（最好是那種不做實際功能的命令）。有各種各樣不同的方式都可以做到這一點，通常都是建立一個大小為負的數(shù)組或結(jié)構(gòu)體。最常用的方式如下：
?

/* 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. */
#define STATIC_ZERO_ASSERT(condition) (sizeof(struct { int:-!(condition); }) )
#define STATIC_NULL_ASSERT(condition) ((void *)STATIC_ZERO_ASSERT(condition) )
/* Force a compilation error if condition is false */
#define STATIC_ASSERT(condition) ((void)STATIC_ZERO_ASSERT(condition))

如果(condition)計算結(jié)果為一個非零值（即C中的真值），即! (condition)為零值，那么代碼將能順利地編譯，并生成一個大小為零的結(jié)構(gòu)體。如果(condition)結(jié)果為0（在C真為假），那么在試圖生成一個負大小的結(jié)構(gòu)體時，就會產(chǎn)生編譯錯誤。

它的使用非常簡單，如果任何某假設(shè)條件能夠靜態(tài)地檢查，那么它就可以在編譯時斷言。例如，在上面提到的標志列表中，標志集合的類型為uint32_t，所以，我們可以做以下斷言：
?

STATIC_ASSERT(Total <= 32)

? 它擴展為：
?

(void)sizeof(struct { int:-!(Total <= 32) })

? 現(xiàn)在，假設(shè)Total<=32。那么-!(Total <= 32)等于0，所以這行代碼相當于：
?

(void)sizeof(struct { int: 0 })

? 這是一個合法的C代碼。現(xiàn)在假設(shè)標志不止32個，那么-!(Total <= 32)等于-1，所以這時代碼就相當于：
?

(void)sizeof(struct { int: -1 } )

? 因為位寬為負，所以可以確定，如果標志的數(shù)量超過了我們指派的空間，那么編譯將會失敗。

　　審核編輯：湯梓紅