确保预处理器定义不改变值

Question

确保预处理器定义不改变值

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当实现C标准的Annex K（Bounds-checking Interfaces）时，有以下要求：

通过将__STDC_WANT_LIB_EXT1__定义为1，可以“请求”声明此附录中指定的扩展，并通过将其定义为0来请求不声明。

然后有这段话：

在预处理翻译单元中，对于从子句K.3包含的任何头文件的所有包含，__STDC_WANT_LIB_EXT1_ _必须被定义为相同。如果对于任何这样的包含__STDC_WANT_LIB_EXT1_ _被定义为不同，则实现应发出一条诊断，就像使用了预处理器错误指令一样。

我想知道如何实现这个要求。 我继续天真地编写了以下内容（以包含每个受影响的头文件）：

#ifndef __STDC_WANT_LIB_EXT1__
  #ifdef __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__
    #error __STDC_WANT_LIB_EXT1__ undefined when it was defined previously.
  #endif
#else
  #ifdef __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__
    #if __STDC_WANT_LIB_EXT1__ != __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__
      #error __STDC_WANT_LIB_EXT1__ defined to different value from previous include.
    #endif
  #else
    #define __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__ __STDC_WANT_LIB_EXT1__
  #endif
#endif

当然，这种方法由于多种原因是不可行的：

无法捕获第一个include未定义__STDC_WANT_LIB_EXT1__但第二个include定义了该值的情况（应该使用#error捕获）
#define没有考虑到__STDC_WANT_LIB_EXT1__的值（在前面加上#会将符号作为字符串，通过symbol2value(...)会将1作为字符串）。
...

...但如果将其视为伪代码，则可以展示其背后的逻辑。

我对这种更为复杂的预处理器操作并不熟悉，因为通常会被告知避免使用宏魔法。 一定有一种实现引用要求的方法；只是我还没有“想到”。

有什么想法吗？

要完成[mcve]，将上述代码放入header.h，并将以下内容放入testme.c：

#define __STDC_WANT_LIB_EXT1__ 0
#include "header.h"
#define __STDC_WANT_LIB_EXT1__ 1
#include "header.h"

int main() {}

这个应该会触发“不同值”错误信息。

- DevSolar

你不想通过编译器选项 -D__STDC_WANT_LIB_EXT1__=1 激活它，有什么原因吗？ - user6556709

2

@user6556709：GCC 也会对 #undef 发出警告。我们能否专注于问题的主题，而不是讨论示例的代码风格？ - DevSolar

我认为这并不是打算通过“宏魔法”来实现的，而是由编译器/预处理器本身来实现（可以保持全局定义的注册表等，并轻松注意到更改）。你是在问真正的编译器如何实现这个？还是在问如何用“宏魔法”来实现它？ - Sander De Dycker

2

很确定这是一个逻辑问题，而且其他人会攻击它（我必须很快上床睡觉），所以我会快速离开这个部分...不要将您的“PREVIOUS”宏定义为当前值；将其定义为字面上的0、1或某个标记（我们将说为-1表示未定义）。宏不是变量；它们存储替换列表，而不是该替换列表将扩展到什么，特别是在这里，您希望您的存储确切地是您找到的内容（这样下次定义“EXT”时，您不会简单地认为您等于它）。 - H Walters

1

要明确的是，我指的是#define PREV CURRENT是一个陷阱；当定义为1时并不重要...一旦在第二个包含中将CURRENT定义为0并且此宏用作值时，它将扩展为0。你需要#if CURRENT==1/#define PREV 1；这样，如果CURRENT被重新定义为0并且与PREV进行比较，它将真正不相等。 - H Walters

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- DevSolar · Accepted Answer

@HWalters确实帮我找到了正确的方向：

#ifndef __STDC_WANT_LIB_EXT1__
  #ifdef __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__
    #if __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__ != -1
      #error __STDC_WANT_LIB_EXT1__ undefined when it was defined earlier.
    #endif
  #else
    #define __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__ -1
  #endif
#else
  #ifdef __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__
    #if __STDC_WANT_LIB_EXT1__ != __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__
      #error __STDC_WANT_LIB_EXT1__ redefined from previous value.
    #endif
  #else
    #if __STDC_WANT_LIB_EXT1__ == 0
      #define __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__ 0
    #elif __STDC_WANT_LIB_EXT1__ == 1
      #define __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__ 1
    #else
      /* Values other than 0,1 reserved for future use */
      #define __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__ -2
    #endif
  #endif
#endif

“Thinko” 是指这行代码：

#define __STDC_WANT_LIB_EXT1_PREVIOUS__ __STDC_WANT_LIB_EXT1__

将"previous"定义为实际值而不是其他标记，可以使其正常工作。

然而，这个解决方案并不完美 -- 所有除0,1,undefined之外的"other"值都被合并到单个"previous"值(-2)中，而标准的字面意思是任何重新定义都应该发出诊断。