C中的“with”宏

Question

我正在寻找一个类似于 with-construct 的宏。 用法应该是这样的：

with (lock(&x), unlock(&x)) {
    ...
}

它可能对某些其他用途有用。

我想出了这个宏：

#define __with(_onenter, _onexit, v) \
    for (int __with_uniq##v=1; __with_uniq##v > 0; )\
        for (_onenter; __with_uniq##v > 0; _onexit) \
            while (__with_uniq##v-- > 0)

#define _with(x, y, z) __with(x, y, z)
#define with(_onenter, _onexit) _with(_onenter, _onexit, __COUNTER__)

它有 3 个嵌套循环，因为它应该：

1. 初始化循环计数器（当然仅限 C99）
2. 可能初始化变量_onenter（如with (int fd=open(..), close(fd))）
3. 在代码块中允许break。 （continue 也是允许的。宏可以调整为assert() 出来）

我在 XV6 操作系统的代码上使用了它，它看起来很有用。

我的问题是 - 这种宏最严重的问题是什么？我的意思是，除了仅仅使用 C 宏（尤其是实现新的控制流结构的宏）之外。

到目前为止已经发现了这些缺点/问题：

1. 不支持return或goto（但它可以在内核代码中节省一些gotos）
2. 不支持错误（例如fd < 0）。我认为这个是可以修复的。
3. 仅限 gnu89 / c99 及以上版本（循环计数器。不需要唯一变量技巧）
4. 比简单的锁定解锁效率稍低。我认为它微不足道。

还有其他问题吗？有没有更好的方法在 C 中实现类似的构造？

Answer 1

那个宏吓到我了。我更喜欢traditional approach using gotos。

这种方法很原始，但大多数 C 程序员都熟悉这种模式，如果不熟悉，他们可以通过阅读本地代码来理解它。没有隐藏的行为。因此，它非常可靠。

你的宏很聪明，但它对大多数人来说都是新的，它带有隐藏的陷阱。必须考虑新贡献者的规则，例如“不要将 return 或 goto 超出 with 块”和“break 将脱离 with 块，而不是超出周围的循环”。我担心错误会很常见。

如果您可以向编译器添加有关滥用此构造的警告，那么平衡就会发生变化。 With clang，这似乎是一种选择。在这种情况下，会检测到误用，并且您的代码仍可移植到其他编译器。

如果您愿意将自己限制在 GCC 和 Clang，您可以使用 cleanup 属性。这将使您的示例看起来像这样：

lock_t x = NULL __attribute__((cleanup(unlock)));
lock(&x);

当变量超出范围时，unlock 将被调用，并带有指向变量的指针。这与 return 和 goto 等其他语言功能集成，甚至在混合 C/C++ 项目中也有例外。