c中的常量数组-检查是否在编译时定义了所有元素答案

【问题标题】：constant array in c - check if all elements are defined during compile timec中的常量数组-检查是否在编译时定义了所有元素
【发布时间】：2021-04-14 02:29:41
【问题描述】：

我正在 C 中寻找一种方法，在编译时检查是否设置了常量数组的所有元素。背景是，我想要一个带有命名行的查找表，它必须是完整的。

例子：

typedef enum [foo, bar, bla, max_value} rowNames;

static const uint32 LookupTable[max_value] =
{
    [foo] = 123,
    [bla] = 456, // oops, someone forgot to define the value for [bar]
}

retval = LookupTable[bar]; //this is to read out the value of the lookup table at a certain position

在此示例中，有人忘记定义数组元素 #1 [bar] 的值。我想确保在编译期间，所有值都已定义，错误会破坏构建。

当然，实际上表格会更大更复杂，但我认为这足以了解情况。尤其是后面要编辑枚举的时候，很有可能会出现枚举和表定义不一致的情况。

问候，阿恩斯基

【问题讨论】：

一种方式：提供用于初始化或设置数组值的宏或函数。
好主意 kaylum，我可以尝试使用宏。只是担心，由于表的大小不是恒定的，使用可变参数宏创建枚举定义和表定义可能会变得复杂......

标签： arrays c compile-time

【解决方案1】：

只需对您的代码进行一些修改即可轻松完成。

将数组更改为static const uint32 LookupTable[]，使其大小取决于初始化的项目数。然后在没有指定初始化器的情况下初始化数组，只需：

static const uint32 LookupTable[] =
{
  123, // foo
  456, // bla
  ...
};

现在您的标准 C 编译器可以使用编译时断言检查数组的完整性：

_Static_assert(sizeof LookupTable / sizeof *LookupTable == max_value, 
               "LookupTable wrong number of items");

编辑：

为了严格控制数据，可以使用“X 宏”技巧，它会创建非常丑陋的代码，但会将所有数据集中到源中的一个位置。在下面的示例中，所有数据信息都存储在宏 ARRAY_LIST 中：

#include <stdio.h>

#define ARRAY_LIST(X) \
  X(foo, 1)           \
  X(bar, 2)           \
  X(bla, 3)           \

typedef enum
{
  #define FOO_ENUM(name,val) name,
  ARRAY_LIST(FOO_ENUM)
  foo_n
} foo_t;

const int array[] =
{
  #define ARRAY_INIT(name,val) [name] = val,
  ARRAY_LIST(ARRAY_INIT)
};

_Static_assert(sizeof array / sizeof *array == foo_n, 
               "LookupTable wrong number of items");

int main (void)
{
  #define PRINT_ITEM(name,val) printf("%s: %d\n",#name, array[name]);
  ARRAY_LIST(PRINT_ITEM)
}

预处理器输出然后给出：

typedef enum
{
  foo, bar, bla,
  foo_n
} foo_t;

const int array[] =
{
  [foo] = 1, [bar] = 2, [bla] = 3,
};

_Static_assert(sizeof array / sizeof *array == foo_n,
               "LookupTable wrong number of items");

int main (void)
{
  printf("%s: %d\n","foo", array[foo]); 
  printf("%s: %d\n","bar", array[bar]); 
  printf("%s: %d\n","bla", array[bla]);
}

和程序输出：

foo: 1
bar: 2
bla: 3

【讨论】：

谢谢。我同意，但要避免您必须在知道索引顺序的情况下初始化表。如果有人更改了 foo 和 bar 之间的顺序，您将再次获得错误的值，而不会注意到。手动保持顺序正确是一个很大的错误来源，特别是如果表变大并且将来发生变化......
@arnschi 要么严格控制代码，要么不控制。在允许完全重新排序的同时检查缺少的数组项没有多大意义。也有方法允许这样做，但它涉及“X 宏”，通常是一个丑陋的解决方案。
@arnschi 为了完整起见，我在答案中加入了 X 宏版本。由于代码变得丑陋，这是最后的手段，但在维护现有代码时它们可以很方便。

【解决方案2】：

由于您希望它在编译时发生，我认为您唯一的选择是创建一个静态代码分析器来执行此检查，并将其添加到您的工具链中，以便在每次构建时完成验证。

在运行时，只要将表定义更改为

static const uint32 LookupTable[] =
{
    /*[foo] = */123,
    /*[bla] = */456
}

这样，数组是自动调整大小的，并且可以使用sizeof来查看其中有多少条目，因此一旦有人更改了枚举，他们至少会在下次运行时得到运行时错误

【讨论】：