如何让预处理器宏在编译前评估代码

Question

我正在使用宏来为我的代码中的某些数组定义静态大小，我在我的代码顶部定义了一个配置宏变量，并且一些宏变量取决于所述宏变量。 我可以创建一个函数来获取该值并返回所需的数组大小，但这将在运行时执行，我需要使用 VLA。 下面的示例显示了数字大小（没有重复数字）的宏以及该数字是否可以以零开头（“0123”与“1234”）。

在运行时计算 LIMIT 的代码：

int limit(int size, int npz){
    l = npz ? 9 : 10;
    for(int i = 1; i < size; i++)
        l *= 10 - i;
    return l;
}

我手动计算了所有值的所述数字的数量。 有解决办法吗？

#define SIZE 4 // 1 .. 10
#define NO_PADDING_ZERO 1 // 1 | 0
#if NO_PADDING_ZERO
    #if SIZE == 1
        #define LIMIT 9
    #elif SIZE == 2
        #define LIMIT 81
    #elif SIZE == 3
        #define LIMIT 648
    #elif SIZE == 4
        #define LIMIT 4536
    #elif SIZE == 5
        #define LIMIT 27216
    #elif SIZE == 6
        #define LIMIT 136080
    #elif SIZE == 7
        #define LIMIT 544320
    #elif SIZE == 8
        #define LIMIT 1632960
    #else
        #define LIMIT 3265920
    #endif
#else
    #if SIZE == 1
        #define LIMIT 10
    #elif SIZE == 2
        #define LIMIT 90
    #elif SIZE == 3
        #define LIMIT 720
    #elif SIZE == 4
        #define LIMIT 5040
    #elif SIZE == 5
        #define LIMIT 30240
    #elif SIZE == 6
        #define LIMIT 151200
    #elif SIZE == 7
        #define LIMIT 604800
    #elif SIZE == 8
        #define LIMIT 1814400
    #else
        #define LIMIT 3628800
    #endif
#endif

Answer 1

解决方法可能是从其他东西生成C 代码。

考虑学习更多，使用GPP或您自己的 C 代码生成器（可能使用GNU bison ，在某些简单的情况下使用GNU gawk或GNU autoconf ）。

请注意，在 Linux 或 POSIX 上，您可以生成 C 代码，将其编译为插件，然后dlopen(3)该插件。 有关无用的示例，请参阅manydl.c 。 有关有用（但已过时）的示例，请参阅我的旧GCC MELT 。

另一种方法（特定于GCC ）可能是使用GCC 插件扩展您的编译器。 见比斯蒙。

您还可以使用GNU Lightning或（在 C++ 中） asmjit生成机器代码（在您的程序中）。 然后阅读龙书和这个答案。

阅读Jacques Pitrat的一些书籍，解释元编程方法（在RefPerSys中重用）

与部分评估相关的概念是相关的。

Answer 2

这是某种阶乘吗？

(10 - NO_PADDING_ZERO) * 9 * 8 * ... * (10 - LIMIT)

您可以在宏或内联函数的循环表达式中使用它，优化编译器将在编译时计算它。

#include <bool.h>

inline int limit(int size, bool npz){
    int l = 10 - npz;
    for(int i = 1; i < size; i++)
        l *= 10 - i;
    return l;
}

#define LIMIT (limit(SIZE, NO_PADDING_ZERO))

如果您愿意，您可以定义一个预先计算的数组并使用

#define LIMIT (array[SIZE][NO_PADDING_ZERO])