来自不同c字符串数组的堆栈上的C字符串大小

Question

我想通过 UART 发送字符串来用 C 语言调试我的微控制器程序。 现在我面临将调试字符串连接在一起的问题，因为我必须使用 c 字符串。 我需要在堆栈上有debugMessageOnStack。

考虑以下示例： 我需要一个像“我最喜欢的颜色是蒙巴顿粉红色”这样的字符串

const char debugMessageStart[] = "My favorite color is ";
const char* colors[MAX_COLORS] = {[GREEN] = "green", [ORANGE] = "orange", [PINK] = "mountbatten pink"};

char debugMessageOnStack[DEBUG_MESSAGE_LENGTH];

我知道手动计算DEBUG_MESSAGE_LENGTH 很容易，但我希望它是动态计算的，所以每次我添加一个比所有现有颜色都长的新颜色字符串时，我不必手动重新计算它字符串。

理论上应该是可能的，因为colors 中的每个字符串长度在编译之前都是已知的，但我不知道该怎么做。

谢谢！

Answer 1

通常应该避免在堆栈上使用可变大小的对象。首先，字符串的大小可能会增长太多而无法保存在堆栈中。第二，使用自动 VLA 或alloca() 的堆栈分配通常比固定大小的对象效率低（尽管仍然比malloc() 快）。

无论如何，要处理堆栈上未知大小的字符串，您可以使用snprintf 函数。该函数的工作方式类似于printf()，但它将字符存储到字符串中。但是，如果将 NULL 作为缓冲区传递，并将 0 作为大小传递，则它会返回将存储到缓冲区中的字符数。

字符串将分两次生成：

size_t n = snprintf(NULL, 0, "My favorite color is %s", colors[ORANGE]);
char msg[n + 1]; // 1 for the terminator
snprintf(msg, n + 1, "My favorite color is %s", colors[ORANGE]);

将消息生成包装到帮助程序中可能是个好主意，以避免 重复：

size_t mk_msg(char *msg, size_t n, int color) {
  return snprintf(msg, n, "My favorite color is %s", colors[color]);
}

这种方法的优点是它非常通用且可重复使用。

Answer 2

首先，“但我希望它是动态计算的”没有多大意义，因为您的数组必须足够大以处理最坏的情况。在最坏的情况下，您的代码不会因堆栈溢出而跑到树林中，因此您可以简单地为该数组分配足够大的数组。

如果不是在最坏的情况下“节省一些堆栈空间”是没有意义的，因为无论如何这只是一个局部变量，并且无论大小都会在使用后被释放。

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使用结构数组代替字符串数组：

typedef struct
{
  size_t length;
  const char* str;
} color_t;

const color_t colors[] =
{
  [GREEN] = { sizeof("green")-1, "green" },
  ...
};

这样，所有内容都存储在闪存中并在编译时计算。如果你对减少代码重复很迂腐，那么你可以添加一个神秘的宏（一般不推荐）：

#define COLOR_INIT(str) { sizeof(str)-1, str }
...
[GREEN] = COLOR_INIT("green"),

Answer 3

如果你的编译器支持 VLA，你可以使用这个：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define MAX_COLORS 3
#define GREEN 0
#define ORANGE 1
#define PINK 2

const char debugMessageStart[] = "My favorite color is ";
const char* colors[] = { [GREEN] = "green",[ORANGE] = "orange", [PINK] = "mountbatten pink" };

int main(void) 
{
  const char* color = colors[ORANGE];
  int length = strlen(debugMessageStart) + strlen(color) + 1;
  char debugMessageOnStack[length];
  strcpy(debugMessageOnStack, debugMessageStart);
  strcat(debugMessageOnStack, color);
  printf("%s\n", debugMessageOnStack);
}