C查找静态数组大小（防止错误）[重复]答案

【问题标题】：C find static array size (preventing mistakes) [duplicate]C查找静态数组大小（防止错误）[重复]
【发布时间】：2015-07-07 14:47:09
【问题描述】：

查找静态数组的大小是一种常见操作。见：C find static array size - sizeof(a) / sizeof((a)[0])

这可以包装成一个宏，例如：

#define ARRAY_SIZE(a) (sizeof(a) / sizeof((a)[0]))

但是可能会意外传入常规指针。

例如：void func(SomeArray **foo) { int i = ARRAY_SIZE(foo); }

虽然它的 C 是有效的，但通常以逻辑错误告终。

有可能防止这个错误（利用每个处理器在零长度位字段上失败）。

#define ARRAY_SIZE(a) \
    ((sizeof(struct { int isnt_array : \
     ((const void *)&(a) == &(a)[0]); }) * 0) + \
     (sizeof(a) / sizeof(*(a))))

我发现此宏适用于 GCC，但不适用于 Clang，用于间接引用的成员。 error: expression is not an integer constant expression

例如：

char word[8]; int i = ARRAY_SIZE(word);好的。
struct Bar { word[8]; }
void func(struct Bar *foo) { int i = ARRAY_SIZE(foo->word); } 失败。

有没有更便携的方法来实现这一点？ （虽然我对通用的可移植性很感兴趣......其他编译器也是）。

这似乎是一项常见的任务，最好有一个可重复使用的便携式宏。

【问题讨论】：

1.这就是宏的问题，也是很多人讨厌它们的原因：它们会导致难以发现的错误。 2. clang 对你的例子有什么看法？
我不认为这是宏的具体问题，sizeof(a) / sizeof((a)[0]) 的意外误用也可能在没有宏的情况下发生。如果您使用例如参数回复本地固定宽度字符串，则可能会发生这种情况。 （已编辑以包含 Clang 的错误消息）
@ideasman42：你确定位域长度可以是非常量表达式吗？还是我误读了您的代码？...
@Steve Fallows，^^^ 不是重复的，因为它是一种不同的语言，答案涉及使用 C++ 特定功能。
@ideasman42 - 哇！ - 不仔细阅读。如果未来的读者正在寻找 C++ 解决方案，我会留下评论。

标签： c arrays c-preprocessor

【解决方案1】：

这个宏对 clang 和 gcc 有效（无论如何在我的测试中）。我几乎可以肯定没有便携式解决方案。

#define ARRAY_SIZE(a) \
    (({ static __typeof__(a) _aa; \
        static __typeof__(&(a)[0]) _pa = _aa; (void)_pa; }), \
           sizeof(a)/sizeof((a)[0]))

【讨论】：

这些是静态的有什么理由吗？我得到这个，error: initializer element is not constant，用于_pa 分配（GCC 5.1）
我无法让它工作（在通过删除 static 使其编译后）。 char *foo 的函数参数成功，（当它不应该有的时候）和本地定义的 char foo[10] 一样。
我用 gcc-4.9 和 clang-3.5 测试过，很快就会看到更新的版本。
我收到多个警告，尤其是：unused variable '_pa' [-Wunused-variable]
可以抑制未使用的变量警告，而不是on语句表达式。恐怕您的版本确实会为宏的所有实例创建静态数据，而不是理想的副作用。

【解决方案2】：

试试这个：

#define ASSERT_ARRAY(a) \
    sizeof(char[1-2*__builtin_types_compatible_p(__typeof__(a), __typeof__(&(a)[0]))])

#define ARRAY_SIZE(a) \
    (ASSERT_ARRAY(a)*0 + sizeof(a)/sizeof((a)[0]))

它不可移植，但可与gcc 和clang 一起使用，而且副作用比n.m. 的提议要少。

【讨论】：

【解决方案3】：

这是我使用的，同时适用于 C 和 C++ 的解决方案。

这对我来说是一个要求，即使在 VLA 上也能工作。

#ifndef __cplusplus
int _ptr_used_(void) __attribute__((error("Pointer used in place of array") ));
#define ARRAY_SIZEOF(arr) ( \
__builtin_types_compatible_p(typeof(arr), typeof((arr)[0])*) \
? _ptr_used_() \
: sizeof(arr)/sizeof((arr)[0]) \
)
#else
/// A type that exists
struct _true_ {};

template <bool constant>
struct is_an_array
{
    /// Used when a constant sized (non-VLA) object is passed in
    /// only allow arrays past
    template<class B, size_t n>
    static _true_ test( B(&)[n] );
};

template <>
struct is_an_array<false>
{
    /// This happens only for VLAs; force decay to a pointer to let it work with templates
    template <class B>
    static _true_ test(B *n);
};

# define ARRAY_SIZEOF(arr) ({ typedef decltype(is_an_array<static_cast<bool>(__builtin_constant_p(sizeof(arr)))>::test(arr)) type; sizeof(arr) / sizeof((arr)[0]); })
#endif

【讨论】：

clang 似乎不支持属性错误。我在 MacOS 上收到此警告：warning: unknown attribute 'error' ignored [-Wunknown-attributes] 和 ARRAY_SIZEOF(p) 上的链接器失败。
@chqrlie 那部分只是静态断言的实现。您可以放弃任何其他实现，例如 sizeof(char[1-2*b])，但代价是放弃漂亮的错误消息。

【解决方案4】：

您真的需要编译时断言吗？如果是，恐怕没有可移植的方式，您只能通过特定于实现的技巧使其在 Clang 和 GCC 或其他编译器上工作。

但是，如果您决定追求可移植性，则可以使用运行时错误（这可能同样有效，具体取决于您的测试策略）。假设你有一个错误报告函数void error(char *errorText)。宏可能看起来像这样（未经测试，但我希望你明白）：

#ifdef DEBUG /* Place your debug-mode-flag macro here.
 You won't want the extra branch in the release build */
#define ARRAY_SIZE(a) \
    ((const void *)&(a) == &(a)[0]) ? \
        (sizeof(a) / sizeof(*(a))) : (error("Tried to treat pointer as array!"), 0)
#else
#define ARRAY_SIZE(a) (sizeof(a) / sizeof(*(a)))
#endif

【讨论】：