编译时断言以确定指针是否为数组

Question

目前，我有以下代码块来进行安全的字符串复制（它有效）：

#define STRCPY(dst, src) do { assert(((void*)(dst)) == ((void*) & (dst))); \
                              strlcpy(dst, src, sizeof(dst)); } while (0)

所以它接受如下结构：

const char *src = "hello";
char dest[5];
STRCPY(dest, src); //hell

并否认以下内容：

void (char *dst) {
    STRCPY(dst, "heaven"); //unknown size of dst
}

问题是代码块创建了一个断言。有没有办法对编译时间进行检查？

所以我希望在编译时出现错误（如creating an array with negative size），而不是在可能的情况下崩溃代码。

Answer 1

如果标准 C 可用，那么您可以这样做：

#define STRCPY(dst, src)                                        \
  _Generic(&(dst),                                              \
           char(*)[sizeof(dst)]: strlcpy(dst,src,sizeof(dst)) )

解释：

您不能在数组类型上使用_Generic 表达式，因为它不是不受“数组衰减”规则（C17 6.3.2.1 §3）豁免的特殊情况之一。因此，在我的示例中简单地使用_Generic((dst), ...，dst 在计算表达式时最终会成为char*，然后我们将丢失其原始类型的信息。

但是，如果我们使用& 获取数组的地址，我们确实会利用其中一种特殊情况，并且不会发生数组衰减。相反，我们最终得到了一个数组指针，这意味着_Generic 必须检查预期类型和大小的数组指针：char(*)[sizeof(dst)]。

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作为旁注/安全考虑，我从不使用 do-while(0) 宏并劝阻它们，但那是另一回事了。

Answer 2

对于dst 是否为数组的编译时断言， 如果 C11 可用，我会使用 @Lundin 解决方案（或 _Static_assert）。

否则，我会使用以下内容：

#define BUILD_BUG_ON_NON_ARRAY_TYPE(e) (sizeof(struct { int:-!!(((void*)(e)) != ((void*) & (e))); }))

这基本上采用您的编译时评估表达式((void*)(dst)) == ((void*) & (dst))，但不是在运行时使用它assert，而是以编译时断言方式使用它。

所以，总的来说，我会将您的宏更改为：

#define STRCPY(dst, src) do { BUILD_BUG_ON_NON_ARRAY_TYPE(dst); \
                              strlcpy(dst, src, sizeof(dst)); } while (0)

Answer 3

我发现我的帖子因重复而被关闭了一段时间，并关注了提到的the link。 该解决方案仅适用于 GCC，但对我来说很好，因为我也在 GCC 上进行了夜间构建。所以代码的初稿是：

#if defined(__GNUC__)
#define BUILD_BUG_ON_ZERO(e) (sizeof(struct { int:-!!(e); }))
#define __same_type(a, b) __builtin_types_compatible_p(typeof(a), typeof(b))
#define __must_be_array(a) BUILD_BUG_ON_ZERO(__same_type((a), &(a)[0]))
#define STRCPY(dst,src) do{__must_be_array(dst);strlcpy(dst, src, sizeof(dst));}while(0)
#else
#define STRCPY(dst,src) do{strlcpy(dst, src, sizeof(dst));}while(0)
#endif

Answer 4

如果你想检查它，我能想到的唯一方法是：

assert((sizeof(dst)) != (sizeof(void*)));

但只有当数组的大小与 OPs 系统上的指针大小不同时它才有效