如何检查表达式在C中是否为常量？

假设我有一个场景，我需要确保在我的代码中使用的值是编译时常量（例如，可能是对P10 rule 2“固定循环边界”的严格解释）。我如何在C语言级别执行此操作？如何检查表达式在C中是否为常量？

C在语言级支持整数常量表达式的概念。必须有可能找到一种方法来利用这一点，以便只有符合此规范的值才能用于表达式中，对吗？例如：

for (int i = 0; i < assert_constant(10); ++i) {...

一些局部的解决方案，是不是真的足够一般在多种情况是有用的：

位地址：在C之前C11实现static_assert一个经典的策略是use a bitfield whose value would be illegal when a condition failed：
```
struct { int _:(expression); } 
```
虽然这可以很容易地缠绕用作表达式的一部分，它根本不是一般的 - 最大值为expression“[可以]不超过将被指定的类型的对象的宽度，其中冒号和表达式被省略”（C11 6.7.2.1），其放置非常低关于expression的幅度的便携式限制（一般可能是64）。它也可能不是负面的。
枚举：一个enum需求的任何初始化表达式是整数常量表达式。但是，enum声明不能嵌入到表达式中（不像struct定义），因此需要声明它自己的声明。由于枚举器列表中的标识符被添加到周围的范围，所以我们每次都需要一个新名称。 __COUNTER__不是标准化的，所以没有办法从宏中实现这一点。
case：再次，参数表达式为case行必须是整数常量。但是这需要围绕switch声明。这并不比enum好很多，这是你不想隐藏在一个宏内部的东西（因为它会生成真实的语句，即使优化器很容易删除）。
数组声明：自C99以来，数组大小甚至不一定是常数，这意味着它无论如何不会产生所需的错误。这也是一个声明，需要在周围的范围内引入一个名字，并且遭受与enum相同的问题。

肯定有一些方法来隐藏在宏这是重复的，经过（因此它可以作为一个表达式）的值，并且不需要一个语句行或引入额外的标识符持续检查？

来源

2015-11-22 Leushenko

另请参阅[此SO帖子]（http://stackoverflow.com/questions/9274532/how-to-check-if-a-parameter-is-an-integral-constant-expression-in-ac-preprocess ？rq = 1）？ – quantdev

@quantdev *叹*真的以为我已经为这个话题进行了详尽的搜索...... – Leushenko

原来有办法！

虽然本地分配的数组允许在C中具有可变长度，但标准明确要求此类数组而不是具有明确的初始值设定项。我们可以通过给数组的初始化列表，这将迫使数组大小是整数常量表达式强制禁用VLA语言特性（编译时间常数）：

int arr[(expression)] = { 0 };

初始化的含量没有按”重要; { 0 }将始终有效。

这比enum解决方案稍差，因为它需要一个语句并引入一个名称。但是，与枚举，阵列可进行匿名处理（如复合文字）：

(int[expression]){ 0 }

由于文字化合物具有初始化为语法的一部分，有没有办法为它永远是一个VLA，所以这是仍然保证要求expression是一个编译时常量。

最后，因为匿名数组表达式，我们可以把它们传递给sizeof这给我们提供了一种直通的expression原值：

sizeof((char[expression]){ 0 })

这有低保阵列从来没有得到额外的奖励在运行时分配。

最后，略偏包起来，我们甚至可以处理零个或负值：

sizeof((char[(expression)*0+1]){ 0 }) * 0 + (expression)

设定数组的大小（这将始终是1）时，该忽略实际值的expression ，但仍然认为其不变的地位;那么它也会忽略数组的大小并仅返回原始表达式，所以对数组大小的限制 - 必须大于零 - 不需要应用于返回的值。 expression是重复的，但这就是宏的用途（如果编译的话，它不会被重新计算，因为它是一个常数，b。第一个用法在sizeof之内）。因此：

#define assert_constant(X) (sizeof((char[(X)*0+1]){ 0 }) * 0 + (X))

奖励积分，我们可以使用一个非常类似的技术来实现static_switch表达，通过数组大小与C11的_Generic组合（这可能没有多少实际用途，但可能代替嵌套ternaries的某些情况下，这是不是流行）：

#define static_switch(VAL, ...) _Generic(&(char[(VAL) + 1]){0}, __VA_ARGS__) 
#define static_case(N) char(*)[(N) + 1] 

char * x = static_switch(3, 
      static_case(0): "zero", 
      static_case(1): "one", 
      static_case(2): "two", 
      default: "lots"); 
printf("result: '%s'\n", x); //result: 'lots'

（我们把数组的地址以产生一个明确的指针到数组类型，而不是让执行决定_Generic是否将数组提升为指针）

这比assert_constant的限制性稍强，因为它不会承认负值。通过在控制表达式和中加上+1，尽管我们至少可以让它接受零。

来源

2015-11-22 03:43:07 Leushenko

非常令人印象深刻的工作！ – ApproachingDarknessFish

如何检查表达式在C中是否为常量？

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