计算参数总大小的 C 函数答案

【问题标题】：C Function that calculates total sizeof arguments计算参数总大小的 C 函数
【发布时间】：2011-09-07 07:37:12
【问题描述】：

我目前正在计算传递给函数的参数的总大小，以字节为单位。理论上，每个参数都可以写出sizeof(x)。但是，如果要为很多功能执行此操作，这将是极大的浪费时间。我正在尝试计算参数的空间量，以便分配适量的内存来存储它们并存储它们（用于各种函数，具有混合类型）。

我正在寻找一个可以确定非可变参数函数的所有参数大小的表达式，无论它们的名称如何，也不管有多少（在合理的范围内，我只支持大约 64现在的论点）。它可以是一个函数，一个预处理器宏，我不知道它的实现。我也对处理可变参数函数感兴趣，但我很确定这是不可能的，因为当您进入可变参数函数时，您已经丢失了有关数据类型的所有信息。

目前，我发现了三种可能会被扭曲以让我这样做的方法。第一个是基于Laurent Deniau's arg counting 的概念。理论上，我可以使用宏来生成函数头，并做一些类似的花哨的步骤来获取 args 的数量并分派给处理每个有 N 个参数的个别情况的各种宏。（见：丑）。基本上，我只是使用宏为所有函数名起别名，然后在每个函数名上使用 sizeof。问题是，我需要为我想要表示的每个长度的参数创建一个宏。而且我真的不喜欢做 64 件（或更多）事情来完成一项工作。

第二种方法是尝试遵循Ben Klemer's 'better variadic' stuff的方法。我不会使用他的所有方法，但我会尝试生成一个结构，该结构将函数的 arg 签名表示为结构。然后我可以尝试获取结构元素的大小（甚至结构本身，如果我关心的只是对空间的保守估计）。这有几个问题。首先，它可能只适用于符合 C99 的东西（仍在检查中）。其次，它导致为每个实现的功能创建一个额外的结构。这并不完全是个问题，但仍然存在问题，即他制作结构的方法最终与函数具有相同的名称（因此您仍然需要引用名称才能使用它们）。不过，我可能可以解决这个问题。

第三种可能的方法是递归宏，尽管我不确定这会让编译器多么高兴。理论上可以通过调用POPPER(arg, ...) POPPER(<strong>VA_ARGS</strong>) + sizeof(arg) 形式的宏来递归地从VA_ARGS 中弹出元素。显然，当 VA_ARG 为空时需要一个停止规则（以及确保您不会被浮动 + 符号抓住的东西），但您明白了。

任何一件事情都可以让我这样做：

从可变参数宏中解压缩 VA_ARGS 的良好、灵活的方法。如果有任何方法可以索引它
一个很好的递归宏示例，可以依赖它来执行此操作（以及它在最大参数数、编译器兼容性、标准合规性等方面的限制）。
一种通过不同类型的函数检查直接获取所有 args 总大小的方法。 GCC 似乎有一些 crazy 函数用于构建可能适用的呼叫转发的函数调用，但这些是特定于编译器的，几乎没有文档记录，并且似乎没有报告它们分配的内存块的大小。他们还会报告大量不相关的信息。

【问题讨论】：

sizeof() 从不浪费任何时间，因为它总是由编译器在编译时计算。它不是一个函数，而只是一个运算符。
我为你的准备研究喝彩，但你有一个具体的、可以回答的问题吗？
它可以以或多或少的 hackish 和/或系统/编译器依赖的方式完成，但是为了给你一个体面的建议，如果你能回答这个问题会很好：你打算做什么有了这些信息，什么时候需要？（在运行时，编译时还是仅仅作为源代码指标？）
gobject-introspection 和 libffi 是两个可能与您正在做的事情相关的库（虽然我不确定您在做什么）
嗯，这与我之前试图找到一个好的 C 记忆库的问题有关。由于什么都不存在，我正在尝试做一些前期工作，这将节省我为各种功能添加/删除记忆的时间。为此，我需要能够存储函数输入的签名（通过定义和分配 arg 签名结构或将数据推送到 malloc'ed 块中）。无论哪种方式，我都需要一种方法来读取任意数量的参数而不知道它们的名字。既然编程是信息游戏，信息是存在的，这应该是可能的。

标签： c macros c-preprocessor sizeof variadic-macros

【解决方案1】：

您需要一个 FOREACH 宏，它允许在可变参数列表的每个元素上扩展另一个宏。这通过为每个感兴趣的列表长度定义变体来工作：

#define _NUM_ARGS(X100, X99, X98, X97, X96, X95, X94, X93, X92, X91, X90, X89, X88, X87, X86, X85, X84, X83, X82, X81, X80, X79, X78, X77, X76, X75, X74, X73, X72, X71, X70, X69, X68, X67, X66, X65, X64, X63, X62, X61, X60, X59, X58, X57, X56, X55, X54, X53, X52, X51, X50, X49, X48, X47, X46, X45, X44, X43, X42, X41, X40, X39, X38, X37, X36, X35, X34, X33, X32, X31, X30, X29, X28, X27, X26, X25, X24, X23, X22, X21, X20, X19, X18, X17, X16, X15, X14, X13, X12, X11, X10, X9, X8, X7, X6, X5, X4, X3, X2, X1, N, ...)   N
#define NUM_ARGS(...) _NUM_ARGS(__VA_ARGS__, 100, 99, 98, 97, 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 EXPAND(X)             X
#define FIRSTARG(X, ...)      (X)
#define RESTARGS(X, ...)      (__VA_ARGS__)
#define FOREACH(MACRO, LIST)  FOREACH_(NUM_ARGS LIST, MACRO, LIST)
#define FOREACH_(N, M, LIST)  FOREACH__(N, M, LIST)
#define FOREACH__(N, M, LIST) FOREACH_##N(M, LIST)
#define FOREACH_1(M, LIST)    M LIST
#define FOREACH_2(M, LIST)    EXPAND(M FIRSTARG LIST) FOREACH_1(M, RESTARGS LIST)
#define FOREACH_3(M, LIST)    EXPAND(M FIRSTARG LIST) FOREACH_2(M, RESTARGS LIST)
        :

一旦你有了它，你就可以编写一个宏来获取它的 arg 的大小并将它们链接在一起以添加它们：

#define SUM_SIZEOF(X)  +sizeof(X)
size_t size = FOREACH(SUM_SIZEOF, (int, int, double, float));

【讨论】：

很有趣，做事似乎很合理。我刚刚浏览了 Boost 文档，似乎他们有一些方法可以简化 ForEach 样式的宏（使用一些对序列进行操作的函数）。这会是一种更清洁的方式来做类似的事情吗？
当然前提是可以直接在C语言中使用Boost。我还没试过，所以只是一个想法。
我最终做了一些与此非常相似的事情，实际上，在这里使用您的建议和类似的方法：stackoverflow.com/questions/1872220/…。我会发布最终代码作为答案，尽管我接受你的答案。谢谢。

【解决方案2】：

所以这就是我最后想出的，它最多可以使用 64 个 args（或者你愿意定义 FOR 和 COUNT_ARGS 函数的数量，真的）。所以，谢谢你的帮助。希望这些花絮对其他人有所帮助——它们代表了我对在网络上传播的一些伟大想法的整理。

我使 FOR_EACH 结构更加通用，这样我就可以将它用于其他东西（例如，通过更改前缀和后缀来进行乘法等）。


/* CONCATENATE from Gregory Pakosz
    Source: http://stackoverflow.com/questions/1872220/is-it-possible-to-iterate-over-arguments-in-variadic-macros
*/

#define CONCATENATE(arg1, arg2)   CONCATENATE1(arg1, arg2)
#define CONCATENATE1(arg1, arg2)  CONCATENATE2(arg1, arg2)
#define CONCATENATE2(arg1, arg2)  arg1##arg2

/*  ---------------------------------
    |    Variadic/Iteration Macros   | 
    ---------------------------------*/

/*****************************************************
 COUNT_ARGUMENTS Counts the number of args to a variadic function, up to 64 (renamed from PP_NARG)
 Description: P_NARG macro returns the number of arguments that have been passed to it.
 Author: Laurent Deniau
 Source: https://groups.google.com/group/comp.std.c/browse_thread/thread/77ee8c8f92e4a3fb?hl=en%29
 NOTE: This may not work reliably if the function receives zero args, depending on compiler
*******************************************************/

#define COUNT_ARGUMENTS(...) PP_NARG_(__VA_ARGS__,PP_RSEQ_N())
#define PP_NARG_(...) PP_ARG_N(__VA_ARGS__)
#define PP_ARG_N( \
          _1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, _9,_10, \
         _11,_12,_13,_14,_15,_16,_17,_18,_19,_20, \
         _21,_22,_23,_24,_25,_26,_27,_28,_29,_30, \
         _31,_32,_33,_34,_35,_36,_37,_38,_39,_40, \
         _41,_42,_43,_44,_45,_46,_47,_48,_49,_50, \
         _51,_52,_53,_54,_55,_56,_57,_58,_59,_60, \
         _61,_62,_63,N,...) N
#define PP_RSEQ_N() \
         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, \
         9,8,7,6,5,4,3,2,1,0


/*****************************************************
 FOR_EACH_COMPOSER Composition macro to create expressions where some sequence is bound by prefix  postfix
 Description: For each macro, but built more generally to allow expressing sums as well as series of functions.
 Adapted from: Gregory Pakosz
 Source: http://stackoverflow.com/questions/1872220/is-it-possible-to-iterate-over-arguments-in-variadic-macros
 Functional up to 64 arguments.
*******************************************************/

#define FOR_EACH_COMPOSER_1(prefix, postfix, finalPrefix, finalPostfix, x, ...) finalPrefix(x)finalPostfix
#define FOR_EACH_COMPOSER_2(prefix, postfix, finalPrefix, finalPostfix, x, ...)\
  prefix(x)postfix\
  FOR_EACH_COMPOSER_1(prefix, postfix, finalPrefix, finalPostfix, __VA_ARGS__)
#define FOR_EACH_COMPOSER_3(prefix, postfix, finalPrefix, finalPostfix, x, ...)\
  prefix(x)postfix\
  FOR_EACH_COMPOSER_2(prefix, postfix, finalPrefix, finalPostfix, __VA_ARGS__)

/* Etc, up to 64 */

#define FOR_EACH_COMPOSER_(N, prefix, postfix, finalPrefix, finalPostfix, ...) CONCATENATE(FOR_EACH_COMPOSER_, N)(prefix, postfix, finalPrefix, finalPostfix, __VA_ARGS__)

#define FOR_EACH_COMPOSER(prefix, postfix, finalPrefix, finalPostfix, ...) FOR_EACH_COMPOSER_(COUNT_ARGUMENTS(__VA_ARGS__), prefix, postfix, finalPrefix, finalPostfix, __VA_ARGS__)

/*****************************************************
 SIZE_OF_ARGUMENTS Calculates the size of the given arguments
 Description: For each argument, calculates the sizeof returns the sum
 Author: Benjamin Nye
 NOTE: This may not work reliably if the function receives zero args, depending on compiler
*******************************************************/
#define SIZE_OF_ARGS(...) FOR_EACH_COMPOSER(sizeof , +, sizeof , + 0, __VA_ARGS__)

【讨论】：