Question

在Google V8项目中阅读globals.h时，我遇到了以下宏定义。

// The expression ARRAY_SIZE(a) is a compile-time constant of type
// size_t which represents the number of elements of the given
// array. You should only use ARRAY_SIZE on statically allocated
// arrays.

#define ARRAY_SIZE(a)                               \
  ((sizeof(a) / sizeof(*(a))) /                     \
  static_cast<size_t>(!(sizeof(a) % sizeof(*(a)))))

我的问题是后半部分：static_cast<size_t>(!(sizeof(a) % sizeof(*(a)))))。我想到的一件事是：由于后一部分将始终评估为1 size_t，因此整个表达式将被提升为size_t。

如果这个假设是正确的，那么还有另一个问题：由于sizeof运算符的返回类型是size_t，为什么需要这样的推广？以这种方式定义宏的好处是什么？

Answer 1

正如所解释的，这是一个微弱的（*）尝试来保护宏不被指针（而不是真正的数组）使用，因为它不能正确地评估数组的大小。这当然源于这样一个事实：宏是基于纯文本的操作，并且没有AST的概念。

由于问题也标记为C ++，我想指出C ++提供了一种类型安全的替代方案：模板。

#ifdef __cplusplus
   template <size_t N> struct ArraySizeHelper { char _[N]; };

   template <typename T, size_t N>
   ArraySizeHelper<N> makeArraySizeHelper(T(&)[N]);

#  define ARRAY_SIZE(a)  sizeof(makeArraySizeHelper(a))
#else
#  // C definition as shown in Google's code
#endif

或者，很快就可以使用constexpr：

template <typename T, size_t N>
constexpr size_t size(T (&)[N]) { return N; }

但是我最喜欢的编译器（Clang）仍然没有实现它们：x

在这两种情况下，由于函数不接受指针参数，如果类型不正确，则会出现编译时错误。

（*）微弱，因为它不适用于小物体，其中物体的大小是指针大小的除数。

只是演示它是编译时的值：

template <size_t N> void print() { std::cout << N << "\n"; }

int main() {
  int a[5];
  print<ARRAY_SIZE(a)>();
}

见in action on IDEONE。

Answer 2

后一部分将始终计算为1，其类型为size_t，

理想情况下，后一部分将评估为bool（即true / false）并使用static_cast<>，它会转换为size_t。

为什么需要这种促销？定义a的好处是什么？宏以这种方式？

我不知道这是否是定义宏的理想方式。但是，我发现的一个灵感来自评论：//You should only use ARRAY_SIZE on statically allocated arrays.

假设，如果某人传递指针，则struct（如果它大于指针大小）数据类型将失败。

struct S { int i,j,k,l };
S *p = new S[10];
ARRAY_SIZE(p); // compile time failure !

[注意：此技术可能不会显示int*，char*的任何错误。]

Answer 3

如果sizeof(a) / sizeof(*a)有一些余数（即a不是*a的整数），则表达式将计算为0，编译器会给你一个< em>在编译时将错误除以。

我只能假设宏的作者过去曾被那些没有通过测试的东西烧掉。

Answer 4

在Linux内核中，宏定义为（GCC特定）：

#define ARRAY_SIZE(arr) (sizeof(arr) / sizeof((arr)[0]) + __must_be_array(arr))

其中__must_be_array()是

/* &a[0] degrades to a pointer: a different type from an array */
#define __must_be_array(a) BUILD_BUG_ON_ZERO(__same_type((a), &(a)[0]))

和__same_type()是

#define __same_type(a, b) __builtin_types_compatible_p(typeof(a), typeof(b))

Answer 5

第二部分希望确保sizeof( a )可被sizeof( *a )整除。

因此(sizeof(a) % sizeof(*(a)))部分。如果它可以被整除，表达式将被评估为0。 !部分 - !(0)将提供true。这就是演员阵容需要的原因。实际上，这不会影响大小的计算，只需添加编译时检查。

由于它是编译时间，如果(sizeof(a) % sizeof(*(a)))不是0，你将有0分区的编译时错误。

宏定义ARRAY_SIZE

5 个答案: