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在C++11中声明char十六进制常量

c++c++11charhex
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在我们的代码的各个低级部分，我们需要向设备发送特定的字节以使事情发生。因此，我们有很多这样的代码：

const char magic_bytes[] = { 0x01, 0xFA, 0x92 };

导致错误的原因是（在GCC 4.7.2上）。
test_char.cpp:6:51: warning: narrowing conversion of ‘250’ from ‘int’ to ‘const char’ inside { } is ill-formed in C++11 [-Wnarrowing]

由于0xFA超出了-128到127的范围。

我可以想到两个解决办法：

const char magic_bytes[] = { static_cast<char>(0x01), static_cast<char>(0xFA), static_cast<char>(0x92) };

或者：

const unsigned char magic_bytes[] = { 0x01, 0xFA, 0x92 };

这两种方法都不太好（第一种情况很丑陋，后者需要强制转换为(const char*)），有没有更好的方法来声明这些字符串呢？

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由于你在技术上使用的是“unsigned char”，为什么需要转换为“char”？除非使用宏隐藏转换过程，否则没有更好的解决方案。 - Dave
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@Dave：遗憾的是，在C和C++中，“字节数组”的通用符号是char *，而不是unsigned char *。这就是为什么你通常需要进行强制转换的原因。是的，它真的应该是void *，但许多API却使用char*。 - Nicol Bolas
3个回答
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C++11为您提供了可变模板（具有GCC支持已经存在一段时间）来解决这个问题。

template <typename... A>                                                                 
constexpr std::array<char, sizeof...(A)> byte_array(A... v)                              
{ return std::array<char, sizeof...(A)>{{static_cast<char>(v)...}}; }                    

constexpr auto arr = byte_array( 0x01, 0xFA, 0x92 );

或者为了避免重复调用 .data() 并将其传递给 C 函数：

template <std::size_t S>
struct byte_array {
  char data_[S];
  char *data() { return data_; }
  operator char*() { return data_; }

  const char *data() const { return data_; }
  operator const char*() const { return data_; }

  constexpr std::size_t size() const { return S; }

  // one could add support for begin/end and things like that
};

template <typename... A>
constexpr byte_array<sizeof...(A)> make_byte_array(A... v)
{ return byte_array<sizeof...(A)>{{static_cast<char>(v)...}}; }

// beside constexpr, this can be also non-const
auto magic_bytes = make_byte_array( 0x01, 0xFA, 0x92 );
strtok(magic_bytes, "why?");

与纯字符数组相比，不存在额外开销。
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您可以像这样进行单个转换：
const unsigned char magic_bytesUC[] = { 0x01, 0xFA, 0x92 };
enum { NBYTES = sizeof(magic_bytesUC) };
const char *magic_bytes = reinterpret_cast<const char*>(magic_bytesUC);
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既然你指定了C++11，我会假设你可以使用可变参数宏。在这种情况下，有一种解决方案，在使用时非常优雅，但在幕后却非常丑陋。

因此，我将首先向您展示如何使用它：

char myBytes1[] = MAKE_BYTES( 0x00, 0x40, 0x80, 0xC0 );
char myBytes2[] = MAKE_BYTES( 0xFF );

现在，让我们来看一下后端代码：这段代码可以更短，但我使用了标准的循环方法，以便您可以重复使用它。它支持1-24字节列表。通过重复最后几行，它也可以变得更大。欢迎来到预处理器元编程的世界。

#define EXPAND(a) a
#define ARGS_COUNT_(\
  _96,_95,_94,_93,_92,_91,_90,_89,_88,_87,_86,_85,_84,_83,_82,_81,\
  _80,_79,_78,_77,_76,_75,_74,_73,_72,_71,_70,_69,_68,_67,_66,_65,\
  _64,_63,_62,_61,_60,_59,_58,_57,_56,_55,_54,_53,_52,_51,_50,_49,\
  _48,_47,_46,_45,_44,_43,_42,_41,_40,_39,_38,_37,_36,_35,_34,_33,\
  _32,_31,_30,_29,_28,_27,_26,_25,_24,_23,_22,_21,_20,_19,_18,_17,\
  _16,_15,_14,_13,_12,_11,_10, _9, _8, _7, _6, _5, _4, _3, _2, _1,\
  N,...) N
#define ARGS_COUNT(...) ARGS_COUNT_(__VA_ARGS__,\
  96,95,94,93,92,91,90,89,88,87,86,85,84,83,82,81,\
  80,79,78,77,76,75,74,73,72,71,70,69,68,67,66,65,\
  64,63,62,61,60,59,58,57,56,55,54,53,52,51,50,49,\
  48,47,46,45,44,43,42,41,40,39,38,37,36,35,34,33,\
  32,31,30,29,28,27,26,25,24,23,22,21,20,19,18,17,\
  16,15,14,13,12,11,10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1)
#define ARGS_HEAD(a,...) (a)
#define ARGS_TAIL(a,...) (__VA_ARGS__)

#define FOREACH(macro,lmacro,list) FOREACH_(ARGS_COUNT list,macro,lmacro,list)
#define FOREACH_(n,macro,lmacro,list) FOREACH__(n,macro,lmacro,list)
#define FOREACH__(n,macro,lmacro,list) FOREACH_##n(macro,lmacro,list)
#define FOREACH_1(macro,lmacro,list) lmacro list
#define FOREACH_2(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_1(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_3(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_2(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_4(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_3(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_5(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_4(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_6(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_5(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_7(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_6(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_8(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_7(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_9(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_8(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_10(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_9(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_11(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_10(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_12(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_11(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_13(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_12(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_14(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_13(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_15(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_14(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_16(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_15(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_17(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_16(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_18(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_17(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_19(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_18(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_20(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_19(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_21(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_20(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_22(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_21(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_23(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_22(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)
#define FOREACH_24(macro,lmacro,list) EXPAND(macro ARGS_HEAD list) FOREACH_23(macro,lmacro,ARGS_TAIL list)

#define MAKE_BYTE(x) static_cast<char>(x),
#define MAKE_LAST_BYTE(x) static_cast<char>(x)
//#define MAKE_BYTES(x) { FOREACH(MAKE_BYTE,MAKE_LAST_BYTE,x) } // uncomment this if you would rather use double bracket ((0x00,0x40,...)) syntax
#define MAKE_BYTES(...) { FOREACH(MAKE_BYTE,MAKE_LAST_BYTE,(__VA_ARGS__)) }
可变参数宏与C++03向后兼容吗？或者说，它们是否作为GCC扩展在早期版本（比如GCC 4.2）中引入是可以接受的？ - Damien
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@Damien：是的（GCC扩展），尽管如果你回溯到足够早的时候，语法会变成带有nameOfArgs...的命名参数。在我的项目中，我有检查来切换可变宏（并且我使用最后几行的注释形式来保持所有更改在公共部分中），但这显然意味着更多的代码。问题是直到C99和C++11之前，这并没有标准化。我不知道标准兼容形式在GCC中存在多长时间，但我很确定4.2已经有了。可能比那更早的版本。 - Dave
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