宏的等效 C sizeof

Question

所以我通过展开一些循环来优化一些代码（是的，我知道我应该依靠我的编译器为我做这件事，但我没有使用我选择的编译器）并且我想这样做有点优雅，这样万一我的数据大小由于将来的一些编辑而发生变化，代码就会优雅地降级。

类似：

typedef struct {
    uint32_t alpha;
    uint32_t two;
    uint32_t iii;
} Entry;

/*...*/

uint8_t * bytes = (uint8_t *) entry;
#define PROCESS_ENTRY(i) bytes[i] ^= 1; /*...etc, etc, */ 
#if (sizeof(Entry) == 12)
    PROCESS_ENTRY( 0);PROCESS_ENTRY( 1);PROCESS_ENTRY( 2);
    PROCESS_ENTRY( 3);PROCESS_ENTRY( 4);PROCESS_ENTRY( 5);
    PROCESS_ENTRY( 6);PROCESS_ENTRY( 7);PROCESS_ENTRY( 8);
    PROCESS_ENTRY( 9);PROCESS_ENTRY(10);PROCESS_ENTRY(11);
#else
#   warning Using non-optimized code
    size_t i;
    for (i = 0; i < sizeof(Entry); i++)
    {
        PROCESS_ENTRY(i);
    }
#endif
#undef PROCESS_ENTRY

这当然行不通，因为sizeof 不适用于预处理器（至少，this answer 似乎表明了这一点）。

是否有一种简单的解决方法可以让sizeof 成为与 C 宏一起使用的数据结构，或者我只是 SOL？

Answer 1

你不能在预处理器中这样做，但你不需要这样做。只需在您的宏中生成一个普通的if：

#define PROCESS_ENTRY(i) bytes[i] ^= 1; /*...etc, etc, */ 
if (sizeof(Entry) == 12) {
    PROCESS_ENTRY( 0);PROCESS_ENTRY( 1);PROCESS_ENTRY( 2);
    PROCESS_ENTRY( 3);PROCESS_ENTRY( 4);PROCESS_ENTRY( 5);
    PROCESS_ENTRY( 6);PROCESS_ENTRY( 7);PROCESS_ENTRY( 8);
    PROCESS_ENTRY( 9);PROCESS_ENTRY(10);PROCESS_ENTRY(11);
} else {
    size_t i;
    for (i = 0; i < sizeof(Entry); i++) {
        PROCESS_ENTRY(i);
    }
}

sizeof 是一个常量表达式，将常量与常量进行比较也是常量。任何理智的 C 编译器都会优化掉在编译时总是错误的分支——常量折叠是最基本的优化之一。但是，您丢失了#warning。

Answer 2

如果您使用autoconf 或其他构建配置系统，您可以在配置时检查数据结构的大小并写出标题（如#define SIZEOF_Entry 12）。当然，在交叉编译等情况下，这会变得更加复杂，但我假设您的构建和目标架构是相同的。

否则，你就不走运了。

Answer 3

你不走运 - 预处理器甚至不知道结构是什么，更不用说任何计算其大小的方法了。

在这种情况下，您可以#define 一个常量来表示您碰巧知道结构的大小，然后使用负大小数组技巧静态断言它实际上等于大小。

你也可以试试if (sizeof(Entry) == 12)，看看你的编译器是否能够在编译时评估分支条件并删除死代码。问题不大。

Answer 4

我想到了另外两种方法 - 要么编写一个小应用程序来编写展开的循环，要么使用 Duff's device 的变体和预期的结构大小。

Answer 5

这可能无济于事，但如果您有能力在 C++ 中执行此操作，则可以使用模板使编译器在编译时分派到适当的循环：

template <std::size_t SizeOfEntry>
void process_entry_loop(...)
{
    // ... the nonoptimized version of the loop
}

template <>
void process_entry_loop<12>(...)
{
    // ... the optimized version of the loop
}

// ...

process_entry_loop<sizeof(Entry)>(...);

Answer 6

如果您希望结构体的大小尽可能小（或将其对齐到 4 字节边界，或其他），您可以使用打包或对齐属性。

在 Visual C++ 中，您可以使用 #pragma pack，而在 GCC 中，您可以使用 __attribute__((packed)) 和 __attribute__((aligned(num-bytes))。