C 动态宏选择

Question

我想通过在运行时构建宏的名称来调用宏。我想要一个遵循相同名称规则ERROR_MSG_X 的宏列表，其中 X 是错误代码，并根据变量调用它们。我有以下功能：

void    print_error(int e)
{
    printf("[ERROR] : code (%d)\n\t%s", e, ERROR_MSG_#e); //not proper syntax
}

标题应该是这样的：

# define ERROR_MSG_1 "Failed to open file.\n"
# define ERROR_MSG_2 "Failed to read file.\n"
# define ERROR_MSG_3 "Failed to execute abc.\n"
...

我尝试弄乱# 和##，但没有得到我想要的结果。

我对我能做什么和不能做什么有很多限制，例如没有外部函数、没有多行宏、没有参数化宏、没有全局变量等。有没有办法计算宏的名称传递的值还是您对如何执行此操作有其他建议？我可以有一个带有 msgs 的数组并将其传递给函数，但我真的不想那样做，而且我必须让错误代码连续或浪费内存来存储它们。

Answer 1

宏是在编译前扩展的，所以编译本身没有宏扩展。通过控制宏定义中的所有重复序列并允许您在只有一个地方。但是一旦宏扩展代码进入编译器，就没有宏了。

Answer 2

命题 1：X 宏

可以使用Linux内核源代码中广泛使用的X macros的概念。这个想法是提供一个名为X的宏的多个扩展：

#include <stdio.h>

// The X-macro
#define LIST_OF_ERRORS                             \
       X(ERROR_MSG_1, "Failed to open file.\n")    \
       X(ERROR_MSG_2, "Failed to read file.\n")    \
       X(ERROR_MSG_3, "Failed to execute abc.\n")

// 1st definition of X to define enum error codes
#define X(e, m) e,
enum {
LIST_OF_ERRORS
};
#undef X

// 2nd definition of X to define cases in a switch
void print_error(int e)
{
#define X(e, m) case e: printf("[ERROR] : code (%d)\n\t%s", e, m); break;
  switch(e) {
    LIST_OF_ERRORS
    default: printf("[ERROR] : unknown code (%d)\n", e);
  }
#undef X
}

int main(void)
{
  print_error(ERROR_MSG_2);
  print_error(ERROR_MSG_1);
  print_error(ERROR_MSG_3);
  print_error(10);

  return 0;
}

测试：

$ gcc err.c
$ ./a.out 
[ERROR] : code (1)
    Failed to read file.
[ERROR] : code (0)
    Failed to open file.
[ERROR] : code (2)
    Failed to execute abc.
[ERROR] : unknown code (10)

注意：这部分回答了我使用多行宏的问题...

命题2：##运算符

在这个命题中，您需要使用“硬编码”常量错误号作为参数传递给PRINT_ERROR() 宏，否则编译器会报错。如果您传递未知的错误号，编译器也会报错。

#include <stdio.h>

#define ERROR_LABEL_0  "Error message#0\n"
#define ERROR_LABEL_1  "Error message#1\n"
#define ERROR_LABEL_2  "Error message#2\n"
#define ERROR_LABEL_3  "Error message#3\n"


#define PRINT_ERROR(e) fprintf(stderr, "[ERROR] : code (%d)\n\t%s", e, ERROR_LABEL_##e)


int main(void)
{
  PRINT_ERROR(2);
  PRINT_ERROR(1);
  PRINT_ERROR(3);

  return 0;
}

执行：

$ gcc macro.c
$ ./a.out
[ERROR] : code (2)
    Error message#2
[ERROR] : code (1)
    Error message#1
[ERROR] : code (3)
    Error message#3

但是如果你使用超出范围的变量或常量，编译器会报错：

[...]
int main(void)
{
  int err = 2;

  PRINT_ERROR(2);
  PRINT_ERROR(1);
  PRINT_ERROR(3);
  PRINT_ERROR(err); // <---- Compilation error
  PRINT_ERROR(10);  // <---- Compilation error

  return 0;
}

编译器显示的错误：

$ gcc macro.c
macro.c: In function 'main':
macro.c:15:72: error: 'ERROR_LABEL_err' undeclared (first use in this function); did you mean 'ERROR_LABEL_1'?
   15 | #define PRINT_ERROR(e) fprintf(stderr, "[ERROR] : code (%d)\n\t%s", e, ERROR_LABEL_##e)
      |                                                                        ^~~~~~~~~~~~
macro.c:25:3: note: in expansion of macro 'PRINT_ERROR'
   25 |   PRINT_ERROR(err); // <---- Compilation error
      |   ^~~~~~~~~~~
macro.c:15:72: note: each undeclared identifier is reported only once for each function it appears in
   15 | #define PRINT_ERROR(e) fprintf(stderr, "[ERROR] : code (%d)\n\t%s", e, ERROR_LABEL_##e)
      |                                                                        ^~~~~~~~~~~~
macro.c:25:3: note: in expansion of macro 'PRINT_ERROR'
   25 |   PRINT_ERROR(err); // <---- Compilation error
      |   ^~~~~~~~~~~
macro.c:15:72: error: 'ERROR_LABEL_10' undeclared (first use in this function); did you mean 'ERROR_LABEL_1'?
   15 | #define PRINT_ERROR(e) fprintf(stderr, "[ERROR] : code (%d)\n\t%s", e, ERROR_LABEL_##e)
      |                                                                        ^~~~~~~~~~~~
macro.c:26:3: note: in expansion of macro 'PRINT_ERROR'
   26 |   PRINT_ERROR(10);  // <---- Compilation error

Answer 3

正如我在 cmets 中所说： 将数组卸载到预处理器，这很像写出数组，但函数中的行数更少。

void print_error(int e){
    const char *errors[] = {ERRORS};
    printf("[ERROR] : code (%d)\n\t%s", e, errors[e]); 
}

对于ERRORS 宏：

# define ERRORS "Failed to open file.\n",\
                "Failed to read file.\n",\
                "Failed to execute abc.\n"

编辑： 我还建议将错误代码放在enum 中，这样您就可以确定错误的数量并确保不会调用错误的错误，这样做时我通常会编写一个将错误代码转换为的完整函数字符串，但正如你所说，这可能太长了。

Answer 4

你可以：

void print_error(int e) {
    const char *p = "";
    if (e == 1) p = ERROR_MSG_1;
    else if (e == 2) p == ERROR_MSG_2;
    else if (e == 3) p == ERROR_MSG_3;
    printf("[ERROR] : code (%d)\n\t%s", e, p);
}

或与switch case: 相同。我会这样做：

void print_error(int e) {
    static const char *const strs[] = { ERROR_MSG_1, ERROR_MSG_2, ERROR_MSG_3 };
    const char *p = (1 <= e && (e - 1) < sizeof(strs)/sizeof(*strs)) ? strs[e - 1] : "";
    printf("[ERROR] : code (%d)\n\t%s", e, p);
}

你可以写一个宏：

#define GET_ERROR_MSG(e)  ( \
((e) == 1) ? ERROR_MSG_1 :
((e) == 2) ? ERROR_MSG_2 :
((e) == 3) ? ERROR_MSG_3 :
"")
printf("[ERROR] : code (%d)\n\t%s", e, GET_ERROR_MSG(e));

一个更令人困惑的宏然后它是值得的：

#define CASE_ERROR_MSG_(e, x)  ((e) == (x)) ? ERROR_MSG_##x :
#define GET_ERROR_MSG(e)  ( \
   CASE_ERROR_MSG_(e, 1) \
   CASE_ERROR_MSG_(e, 2) \
   CASE_ERROR_MSG_(e, 3)\
   "" )
printf("[ERROR] : code (%d)\n\t%s", e, GET_ERROR_MSG(e));

无论哪种方式，您必须以一种或另一种方式枚举一个地方的所有消息，以便运行时部分找到它。