C 中的函数可见性：仅通过宏使函数可见和可调用（MSVC 编译器）

Question

我想让函数只能通过宏调用（例如公开）到库的其余部分，以防止意外的不良副作用。

为什么？这是因为我有一个可变参数函数，可以从另一个可变参数函数调用它，这样我想使用宏将NULL sentinel 添加到调用中，从而更容易访问 va_list 并防止未定义的行为。还有其他方便的场景，这真的很有帮助。

一个例子：

test.h

void _func(char *dummy, ...);
//I would like to make sure that rest of the library
//only calls _func through this macro
#define func(dummy, ...) _func(dummy, __VA_ARGS__, NULL)

test.c

//Implementation of the _func function
static void _func(char *dummy, ...) {
     //body goes here...
}

ma​​in.c

int main(int argc, char *argv[]) {
    //This should not be allowed by compiler
    _func("dummy", "arg1");
    //This should be allowed by compiler, but since definition
    //of _func is static in test.c file, compiler is not happy anyway
    //LNK2001   unresolved external symbol __func
    func("dummy", "arg1");
    return 0;
}

我已经尝试使用#define 和#undef 编译器指令以某种方式强制这种情况，但无济于事。这在C语言中甚至可能吗？

Answer 1

您可以使用宏来隐藏函数：

void _func(char *dummy, ...);
#define _func(...) error_use_the_macro_func_instead_of_calling__func_directly

// Always use the macro "func" instead of calling "_func" directly.
#define func(dummy, ...) (_func)(dummy, __VA_ARGS__, NULL)

注意宏中_func 周围的括号。这可以防止_func 被识别为类似函数的宏，并允许宏访问该函数。如果有人尝试直接拨打_func，他们会得到

错误 C2065：'error_use_the_macro_func_instead_of_calling__func_directly'：未声明的标识符

这种“宏阴影”技术的优点是可以在表达式上下文中使用：

for (int i = 0; i < 5; func("incrementing i", ++i)) { ... }

或者如果我们稍微改变一下情况，给_func一个返回值：

int _func(char *dummy, ...);
#define _func(...) error_use_the_macro_func_instead_of_calling__func_directly

// Always use the macro "func" instead of calling "_func" directly.
#define func(dummy, ...) (_func)(dummy, __VA_ARGS__, NULL)

那么这可以让你做类似的事情

int i = func("hello", 2) * func("there", 3);

Answer 2

也许您可以限定私有函数的可见性？这是一个 sn-p 来说明我的意思。不漂亮，但它可能对你有用（这里没有 MSVC 可以测试）

#define func(a, b) do { \
    extern void private_func(int , int );\
    private_func(a, b);\
 } while (0)

void foo(void)
{
    func(1, 2);
    private_func(3, 4);
}

Answer 3

@Bjorn A. 在上面的帖子中所写的内容实际上解决了我的问题，因为编译器对以下消息感到愤怒：'_func': redefinition; different basic types 如果我尝试直接调用 _func。

这是采用的例子：

test.h

#define func(dummy, ...) do { \
    extern void _func(char *, ...);\
    _func(dummy, __VA_ARGS__, NULL);\
 } while (0)

test.c

//Implementation of the _func function
//static has to be omitted here, but it doesn't matter
void _func(char *dummy, ...) {
     //body goes here...
}

ma​​in.c

int main(int argc, char *argv[]) {
    //'_func': redefinition; different basic types
    //if we try to call _func directly
    _func("dummy", "arg1");
    //this is ok
    func("dummy", "arg1");
    func("dummy2", "arg2");
    return 0;
}

编辑：实际上，@Raymond Chen 提出了更好的函数阴影解决方案 - 想法是用括号将函数名称括起来以阻止预处理器扩展它。更多关于here的信息。

这是最终的（希望如此）解决方案，就像一个魅力：

test.h

void _func(char *dummy, ...);
#define _func(...) error_use_the_macro_func_instead_of_calling__func_directly
#define func(dummy, ...) (_func)(dummy, __VA_ARGS__, NULL)

test.c

//Notice the _func is enclosed with parentheses here
void (_func)(char *dummy, ...) {
     //body goes here...
}

ma​​in.c

int main(int argc, char *argv[]) {
    //C2065 'error_use_the_macro_func_instead_of_calling__func_directly': undeclared identifier
    //if we try to call _func directly
    _func("dummy", "arg1");
    //this is ok
    func("dummy", "arg1");
    func("dummy2", "arg2");
    return 0;
}

非常感谢！干杯！