C预处理器中的strlen是什么？

Question

能否在C预处理器中实现strlen()函数？

已知：

#define MYSTRING "bob"

是否有一些预处理宏，X，可以让我这样说：

#define MYSTRING_LEN X(MYSTRING)

- Joby Taffey

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为什么需要这样做？宏展开为strlen("bob")不可以吗？ - Ken Wayne VanderLinde

#define MYSTRING_LEN 3 有什么问题吗？虽然我能看出它很有用，因为你只需要更改 MYSTRING 而不必担心 MYSTRING_LEN... - James

我正在开发一个小型嵌入式系统，但代码空间非常紧缺。虽然不需要使用strlen()函数，但我希望避免为所有字符串硬编码长度常数。 - Joby Taffey

可能是Determine #defined string length at compile time的重复问题。 - jww

是否有其他问题讨论如何处理指向常量字符串的常量数组，例如 static const char* strings[] = { "foo", "hello" }？下面这个方便的宏似乎在这种情况下会出现问题，例如enum string_names { S_FOO = 0, S_HELLO }; static const size_t const string_lengths[] = { STRLEN(strings[S_FOO]), STRLEN(strings[S_HELLO]) }在这里，所有的 string_lengths 成员都是 8（指针的大小），而不是字符串的长度。也许我需要放弃，在运行时使用 strlen :/ - jacobq

Answer 1

它不使用预处理器，但sizeof在编译时解析。如果您的字符串在数组中，则可以使用该数组在编译时确定其长度：

static const char string[] = "bob";
#define STRLEN(s) (sizeof(s)/sizeof(s[0]))

请记住，与strlen()不同，STRLEN上面的代码将包括空终止符。

- nmichaels

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好的，要使它像strlen一样工作，你能不能只是这样做：#define STRLEN(s) ( (sizeof(s)/sizeof(s[0])) - sizeof(s[0]) )？ - James

@nmichaels：是的，是的。我实际上输入了“-1”，然后回去更正了它。 - James

一个问题是你实际上在询问数组的大小，而不是 C 风格字符串的大小。例如，static const char string[] = "bob\0and\0mary" 会报告一个比 "bob" 更长的长度。 - Edwin Buck

@Edwin：我认为#define BOB_LEN 3更容易导致问题，但你的观点是正确的。在C中编写代码通常意味着冒险引发错误。决策实际上取决于你愿意做出什么样的权衡。 - nmichaels

实用程序头文件中的常见定义是 #define NELS(array) (sizeof(array)/sizeof(array[0]))，表示“元素数量”。这适用于任何数组，并且比STRLEN更少误导性。 - Jim Balter

Answer 2

你可以这样做：

#define MYSTRING sizeof("bob")

因为末尾添加了空字符，所以在我的机器上显示为4。

当然，这仅适用于字符串常量。

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在使用MSVC 16时（cl.exe -Wall /TC file.c），以下代码：

#include "stdio.h"
#define LEN_CONST(x) sizeof(x)

int main(void)
{
    printf("Size: %d\n", LEN_CONST("Hej mannen"));

    return 0;
}

输出：

Size: 11

字符串的大小加上 NUL 字符。

- Skurmedel

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这不是MS的扩展，而是标准的C语言。一个字符串字面值（当它不被用作数组的初始化程序时）是一个char数组，而sizeof对于数组和其他类型一样有效。 - caf

@caf：好知道，我猜到了但不确定。 - Skurmedel

Answer 3

是的： #define MYSTRING_LEN(s) strlen(s)

在大多数编译器中，这将为常量参数产生一个编译时常量……你不能做得比这更好。

换句话说：你不需要一个宏，只需使用strlen；编译器足够聪明，可以为你完成工作。

- Jim Balter

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“大多数编译器”？是的，GCC支持，但MSVC 10不支持。 - Joseph Quinsey

同时，int f() {char XYZ[strlen(s)]; ...} 不是一个有效的 C89 程序，而 int f() {char XYZ[sizeof(s)]; ...} 则是一个有效的程序。 - Maciej Piechotka

@MaciejPiechotka 这个问题是关于strlen的，而不是sizeof（它有不同的值）。 - Jim Balter

@JimBalter：“计算机科学中有两个难题：缓存验证、变量替换和偏移错误。” - 是的，我应该在其中一个加上-1或+1，但我的观点仍然成立 - 即使编译器可能会优化它，这并不意味着它适用于所有情况。 - Maciej Piechotka

sizeof 运算符可以用于常量表达式（变长数组除外），而 strlen 则不能。可以假定使用预处理器意味着需要一个常量表达式，否则不会使用预处理器。因此，您可以比使用 strlen 更好地使用 sizeof("foo")，这将产生一个常量表达式。它可以在比编译器优化为编译时常量更多的上下文中使用。这样的优化不会改变程序的含义，并且不会将表达式转换为常量表达式。 - Kuba hasn't forgotten Monica

Answer 4

通常情况下，C预处理器实际上并不会转换任何数据，它只是替换它。这意味着，如果您使用实现（功能）持久数据结构的数据来污染C预处理器命名空间，则可能能够执行此操作。

话虽如此，您真的不想这样做，因为一旦传入除字符串以外的其他内容，整个“添加”的功能将彻底失败。 C预处理器没有数据类型的概念，也没有内存解引用的概念（如果您想要在变量中存储的字符串的长度）。基本上，这将是一个有趣的“看看你能走多远”的练习，但最终，您将拥有一个仅能让您短暂接近目标的MYSTRING_LEN。

此外，C预处理器缺乏名称空间意味着这样的宏扩展系统无法被包含。人们必须注意保持生成的名称不会干扰其他有用的宏。最终，对于任何重要的用途，您可能会在预处理器中耗尽内存，因为预处理器实际上并不是为每个转换为“单位”令牌的字符保存名称，也不是为每个被压缩成其最终十进制表示形式的“单位”令牌保存名称而构建的。

- Edwin Buck

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回复：“C预处理器实际上并不转换任何数据，它只是替换它。” C预处理器能够在条件包含中评估常量表达式。例如：在#if 1+2中，1+2根据常量表达式的规则进行评估。 Note: The translation is in Simplified Chinese. - pmor