基于枚举的静态数组：C 头文件答案

【问题标题】：Enum-based static array: C header基于枚举的静态数组：C 头文件
【发布时间】：2013-09-05 19:21:32
【问题描述】：

我有一个 C 头文件中的值枚举。我想定义一个额外的数组或一组值，其中每个值对应于一个枚举值。本质上，该数组将是与每个枚举值相关的一些信息的查找表。但是，我想在编译时在头文件中执行此操作。

有什么好的方法可以做到这一点？

这是一个如何使用两个单独的枚举或定义结构来完成它的示例。有没有更优雅的方法来仅使用操作枚举来完成此任务？

enum op {
op1,
op2,
op3
};

enum op_information {
op1_info = 0xff,
op2_info = 0xf3,
op3_info = 0xc1
}

更新：如果有任何方法可以使用引用静态定义数组，那么对我来说同样有价值的帮助是回答。也就是说，而不是这样做：

ushort op_information = { 0xff, 0xf3, 0xc1 },

我们能做到吗

ushort op_information[3]
op_information[op.op1] = 0xff;
op_information[op.op2] = 0xf3;
op_information[op.op3] = 0xc1

在编译时？

【问题讨论】：

标签： c

【解决方案1】：

使用 C99 指定初始化器：

ushort op_information[] = {
    [op1] = 0xff,
    [op2] = 0xf3,
    [op3] = 0xc1,
};

【讨论】：

这正是我想要的。不幸的是，C++ 似乎不再支持此功能？不幸的是，这个头文件将在 C、C++ 和 C# 应用程序中使用。
@TSM：您将与 C# 应用程序共享一个 C 头文件？
@TSM：指定初始化器根本不在 C++ 中（它们只是添加到 C 中，而 C 和 C++ 是具有不同标准的不同语言）。您可以通过在链接到所有项目（例如，作为库）的 C 文件中定义这些常量来解决这个问题。然后你的标题只需要说extern ushort op_information[]。

【解决方案2】：

您可以使用旧的 GNU cpp 技巧。创建一个完全由宏调用组成的包含文件。

/* opdefs.h */
OP(op1, 0xff)
OP(op2, 0xff)

现在通过重复定义和取消定义 OP 来构建必要的枚举，其中包含：

#define OP(Id, Val) Id,
enum op {
#include "opdefs.h"
};
#undef OP

// Handy for debugging, e.g. printf("%s", op_to_string[the_op]);
#define OP(Id, VaL) #I,
char op_to_string[] = {
#include "opdefs.h"
};
#undef OP

#define OP(Id, Val) Id ## _info = Val,
enum op_information {
#include "opdefs.h"
};
#undef OP

我相信您会看到同样的包含也将允许您生成所需的数组。

加法

正如@Sebastian 建议的那样，您可以将包含文件替换为另一个宏：

#define OP_DEFS \
OP(op1, 0xff) \
OP(op2, 0xff)

#define OP(Id, Val) Id,
enum op { OP_DEFS };
#undef OP

#define OP(Id, VaL) #I,
char op_to_string[] = { OP_DEFS };
#undef OP

#define OP(Id, Val) Id ## _info = Val,
enum op_information { OP_DEFS };
#undef OP

如果有很多 OP defs 或者如果您需要从多个来源使用它们，则包含文件方法通常会更干净。宏方法更简洁，仅用于一个文件中的短列表。

【讨论】：

您不需要包含文件。 #define OPDEFS(OP) OP(op1, 0xff) OP(op2, 0xff) 也可以（您可以使用反斜杠将其拆分为单独的行）。
@Sebastian 果然。我一直有很长的定义列表，所以发现包含更干净，但你的方法更适合短列表。我会编辑答案。

【解决方案3】：

无论您做什么，您都可能想要进行自检。使用断言进行自测，因此您只能在调试版本中进行测试。

enum op {
    op1,
    op2,
    op3,
};

enum op_information {
    op1_info = 0xff,
    op2_info = 0xf3,
    op3_info = 0xc1,
};

ushort op_information = { op1_info, op2_info, op3_info };

// then somewhere, e.g. in a function called _OnBootup():
assert(op1_info == op_information[op1]);
assert(op2_info == op_information[op2]);
assert(op3_info == op_information[op3]);

另外，对于像上面这样非常无聊和真正数据驱动的东西，我通常会编写一个 Python 程序来编写适当的 C 代码。您真的不需要为真正固定的事情这样做，例如当您为冻结的标准编解码器编写解码器时；但是如果枚举和匹配值不断变化（如在研发过程中），并且保持一切都是最新的可能容易出错，只需将操作名称和值放在 Python 字典中并让 Python 代码生成所有样板 C代码。（很明显，当我使用 Python 时，你应该使用你喜欢的任何东西。）

【讨论】：

【解决方案4】：

如果您需要将结果作为编译时间常数，您可以只做一个嵌套的三元表达式

#define INFO(X) ( (X) == op1 ? val1 : ((X) == op2 ? val2 : .... ) )

注意这会多次评估X，所以如果X 有副作用，你就完蛋了。

但是如果X 是一个编译时整数表达式，那么任何 C 编译器必须也评估这个编译时间。

有了新的 C 标准，C11，_Generic 特性，甚至有办法判断这是否是编译时表达式，如果不是，则用函数调用替换三元表达式，从而避免评估问题。

【讨论】：