gcc 上 C90 的静态断言

Question

static_assert()是自 C11 以来可用的非常棒的功能。

但是，对于 C11 之前的编译器，必须模拟此功能。 这并不难，网上有很多例子。

例如 ：

#define STATIC_ASSERT(CONDITION, MSG) \
typedef char static_assert_##MSG[(CONDITION)?1:-1]

这使得在条件中传输错误消息成为可能，如果它被触发，这可以方便地解释发生了什么问题。

但是，这个MSG与C11的static_assert()有很大不同：

• 它必须是一个词
• 它必须仅使用标识符字符
• 它不能是带双引号的字符串

这与C11的static_assert()如此不同，以至于似乎不可能创建一个宏来根据编译器在C11和C90版本之间透明地切换。

为了接受“看起来像C11 ”的错误消息，也就是带双引号的字符串，我测试了一个新的宏：

#define STATIC_ASSERT(CONDITION, MSG) \
typedef char static_assert[((void)(MSG), ((CONDITION)?1:-1))]

使用,逗号运算符，此宏应接受MSG作为字符串，而忽略它。 但是会在出错的情况下显示出来，这就是本意。

它在clang上工作正常，但在gcc上工作正常： error: variably modified at file scope 。

我试图理解为什么，如果有解决办法

Answer 1

如果你用 enum-trick 替换 typedef-array-trick，那么你会得到一些似乎同时适用于 clang 和 gcc 的东西：

#define CONDITION 1

#define TOKENPASTE(a, b) a ## b // "##" is the "Token Pasting Operator"
#define TOKENPASTE2(a,b) TOKENPASTE(a, b) // expand then paste
#define static_assert(x, msg) enum { TOKENPASTE2(ASSERT_line_,__LINE__) \
    = 1 / (msg && (x)) }

static_assert( CONDITION, "This should pass");
static_assert(!CONDITION, "This should fail");

这给了我，例如 gcc，在 foo.c 的第 9 行：

foo.c:9: warning: division by zero [-Wdiv-by-zero]
 static_assert(!CONDITION, "This should fail");
 ^
foo.c:9: error: enumerator value for 'ASSERT_line_9' is not an integer constant
 static_assert(!CONDITION, "This should fail");
 ^~~~~~~~~~~~~

（这里使用了 gcc 开关-ftrack-macro-expansion=0 ，因为额外的错误消息没有那么有用，只会增加噪音。）

请注意，仍然需要对名称进行一些修改，但您忽略了这一点。 这里文本ASSERT_line_与变量__LINE__组合在一起。 这确保了一个唯一的名称，前提是：

• 您不会在一行中使用它两次。
• 你不要在头文件中使用它（或者相信运气）。
• 您的代码不会碰巧在其他地方使用像ASSERT_line_9这样的标识符。

对于头文件，您需要在某处添加一个仅包含标识符字符的单词。 例如：

#define static_assert3(x, msg, file) enum { TOKENPASTE2(file,__LINE__) = \
    1 / (msg && (x)) }
#define static_assert(x, msg) static_assert3(x, msg, my_header_h_)

如果这在第 17 行失败，gcc 将给出一个错误，例如：

 error: enumerator value for 'my_header_h_17' is not an integer constant

在头文件中修改的另一种方法是用__COUNTER__替换__LINE__ 。 我没有使用过它，因为它是非标准的，并且因为 clang 采用它的速度很慢。 但现在已经在 gcc、msvc 和 clang 中使用了大约五年。

---

您可以尝试使用 typedef-array 想法进行相同的修改，并将逗号运算符替换为&& 。 然后您的 gcc 错误变为警告。 例如，将您的 Godbolt 示例修改为：

typedef char static_assert_2["hello world!" && (CONDITION) ? 1 : -1];

给出了不需要的warning: variably modified 'static_assert_2' at file scope gcc 的warning: variably modified 'static_assert_2' at file scope 。

Answer 2

单线

#define STATIC_ASSERT(CONDITION, MSG) { typedef char test[(CONDITION)?1:-1]; (void)(test*) #MSG; } (void)0