为什么 C 在使用条件运算符时不允许连接字符串？

Question

以下代码编译没有问题：

int main() {
    printf("Hi" "Bye");
}

但是，这不会编译：

int main() {
    int test = 0;
    printf("Hi" (test ? "Bye" : "Goodbye"));
}

这是什么原因？

Answer 1

根据 C11 标准，第 5.1.1.2 章，相邻字符串文字的连接：

连接相邻的字符串文字标记。

发生在翻译阶段。另一方面：

printf("Hi" (test ? "Bye" : "Goodbye"));

涉及条件运算符，在运行时进行评估。因此，在编译时，在翻译阶段，不存在相邻的字符串文字，因此不可能进行连接。语法无效，因此由您的编译器报告。

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为了详细说明为什么部分，在预处理阶段，相邻的字符串文字被连接起来并表示为单个字符串文字（令牌）。相应地分配存储空间，并将连接的字符串文字视为单个实体（一个字符串文字）。

另一方面，在运行时串联的情况下，目的地应该有足够的内存来保存串联的字符串文字，否则，预期的将无法实现em> 可以访问连接的输出。现在，对于字符串文字，它们在编译时已经分配了内存，并且不能扩展以适应更多传入的输入into或附加到原始内容。换句话说，连接的结果将无法作为单个字符串文字访问（呈现）。所以，这个结构本质上是不正确的。

仅供参考，对于运行时字符串（不是文字）连接，我们有库函数strcat() 连接两个字符串 .注意，描述中提到：

char *strcat(char * restrict s1,const char * restrict s2);

strcat() 函数附加了s2 指向的字符串的副本（包括 终止空字符）到s1所指向的字符串的末尾。初始字符 s2 覆盖 s1 末尾的空字符。 [...]

所以，我们可以看到，s1 是一个字符串，而不是一个字符串文字。然而，s2 的内容并没有以任何方式改变，它很可能是一个字符串文字。

Answer 2

根据 C 标准（5.1.1.2 翻译阶段）

1 翻译的语法规则之间的优先级由 以下阶段。6)

6. 连接相邻的字符串文字标记。

只有在那之后

1. 分隔标记的空白字符不再重要。每个 预处理令牌转换为令牌。 结果 标记在句法和语义上被分析和翻译为 翻译单元。

在这个结构中

"Hi" (test ? "Bye" : "Goodbye")

没有相邻的字符串文字标记。所以这个构造是无效的。

Answer 3

字符串文字连接由预处理器在编译时执行。这种连接无法知道test 的值，直到程序实际执行才知道。因此，这些字符串文字不能串联。

因为一般情况下，对于编译时已知的值，您不会有这样的构造，所以 C 标准旨在将自动连接功能限制在最基本的情况下：当文字字面上正确时并排。

但是，即使它没有以这种方式表达此限制，或者如果限制的构造不同，如果不将串联作为运行时过程，您的示例仍然无法实现。为此，我们有诸如strcat 之类的库函数。

Answer 4

因为 C 没有 string 类型。字符串文字被编译为char 数组，由char* 指针引用。

C 允许在编译时组合相邻的 文字，就像在您的第一个示例中一样。 C 编译器本身对字符串有一些了解。但此信息在运行时不存在，因此无法进行连接。

在编译过程中，您的第一个示例被“翻译”为：

int main() {
    static const char char_ptr_1[] = {'H', 'i', 'B', 'y', 'e', '\0'};
    printf(char_ptr_1);
}

在程序执行之前，请注意编译器如何将这两个字符串组合成一个静态数组。

然而，你的第二个例子被“翻译”成这样的东西：

int main() {
    static const char char_ptr_1[] = {'H', 'i', '\0'};
    static const char char_ptr_2[] = {'B', 'y', 'e', '\0'};
    static const char char_ptr_3[] = {'G', 'o', 'o', 'd', 'b', 'y', 'e', '\0'};
    int test = 0;
    printf(char_ptr_1 (test ? char_ptr_2 : char_ptr_3));
}

应该清楚为什么这不能编译。三元运算符? 在运行时而不是编译时评估，此时“字符串”不再存在，而只是简单的char 数组，由char* 指针引用。与相邻的字符串字面量不同，相邻的字符指针只是一个语法错误。

Answer 5

如果你真的想让两个分支都生成编译时字符串常量，以便在运行时选择，你需要一个宏。

#include <stdio.h>
#define ccat(s, t, a, b) ((t)?(s a):(s b))

int
main ( int argc, char **argv){
  printf("%s\n", ccat("hello ", argc > 2 , "y'all", "you"));
  return 0;
}

Answer 6

这是什么原因？

您的代码使用三元运算符有条件地在两个字符串文字之间进行选择。无论条件已知还是未知，这都无法在编译时进行评估，因此无法编译。甚至这条语句printf("Hi" (1 ? "Bye" : "Goodbye")); 也无法编译。原因在上面的答案中得到了深入的解释。 使用对编译有效的三元运算符制作这样的语句的另一种可能性，还涉及一个格式标记和格式化为附加参数 到printf。即便如此，printf() 打印输出也会给人一种印象，即仅在运行时，并且早在运行时“连接”这些字符串。

#include <stdio.h>

int main() {
    int test = 0;
    printf("Hi %s\n", (test ? "Bye" : "Goodbye")); //specify format and print as result
}

Answer 7

在printf("Hi" "Bye"); 中有两个连续的 char 数组，编译器可以将它们组合成一个数组。

在printf("Hi" (test ? "Bye" : "Goodbye")); 中，您有一个数组，后跟一个指向 char 的指针（一个转换为指向其第一个元素的指针的数组）。编译器不能合并一个数组和一个指针。

Answer 8

要回答这个问题 - 我会转到 printf 的定义。函数 printf 需要 const char* 作为参数。任何字符串文字，例如“Hi”，都是 const char*；但是，(test)? "str1" : "str2" 这样的表达式不是 const char*，因为这种表达式的结果只能在运行时找到，因此在编译时是不确定的，这一事实适时导致编译器抱怨。另一方面 - 这工作得很好printf("hi %s", test? "yes":"no")

Answer 9

这不会编译，因为 printf 函数的参数列表是

(const char *format, ...)

和

("Hi" (test ? "Bye" : "Goodbye"))

不符合参数列表。

gcc 试图通过想象来理解它

(test ? "Bye" : "Goodbye")

是一个参数列表，并抱怨“Hi”不是一个函数。