数字及其对数作为编译常量而不手动更改两者？

Question

我有一个常量 WIDTH，它始终是 2 的幂，例如#define WIDTH 1024.

我有一个关联的 #define WIDTH_BINARY_LOG 10，每次我修改 WIDTH 时，我必须更改它，使其成为 WIDTH 的二进制对数.这是不可取的，因为有时我会忘记这样做，结果事情变得一团糟。不幸的是 pow() 在宏中也不可用。

用法是

*z = zx >> WIDTH_BINARY_LOG.

考虑到 WIDTH_BINARY_LOG 的最大可能值为 16，我计划解决此问题，具体用法如下：

*z = zx >> BINARY_LOG(WIDTH)

具有以下定义：

#define BINARY_LOG_1        0
#define BINARY_LOG_2        1
#define BINARY_LOG_4        2
#define BINARY_LOG_8        3
#define BINARY_LOG_16       4
#define BINARY_LOG_32       5
#define BINARY_LOG_64       6
#define BINARY_LOG_128      7
#define BINARY_LOG_256      8
#define BINARY_LOG_512      9
#define BINARY_LOG_1024     10
#define BINARY_LOG_2048     11
#define BINARY_LOG_4096     12
#define BINARY_LOG_8192     13
#define BINARY_LOG_16384    14
#define BINARY_LOG_32768    15
#define BINARY_LOG_65536    16

#define BINARY_LOG(n)       BINARY_LOG_##n

或

#define BINARY_LOG(n)       BINARY_LOG_#n

然而，gcc 在每种情况下都抱怨得很厉害。我究竟做错了什么？假设上述方法完全不值得，其他人将如何解决这个问题？

Answer 1

可以用宏来完成。我在我的代码中使用了 this answer：

#define WIDTH 2048

#define BINARY_LOG_1        0
#define BINARY_LOG_2        1
#define BINARY_LOG_4        2
#define BINARY_LOG_8        3
#define BINARY_LOG_16       4
#define BINARY_LOG_32       5
#define BINARY_LOG_64       6
#define BINARY_LOG_128      7
#define BINARY_LOG_256      8
#define BINARY_LOG_512      9
#define BINARY_LOG_1024     10
#define BINARY_LOG_2048     11
#define BINARY_LOG_4096     12
#define BINARY_LOG_8192     13
#define BINARY_LOG_16384    14
#define BINARY_LOG_32768    15
#define BINARY_LOG_65536    16

#define PPCAT_NX(A, B) A ## B
#define BINARY_LOG(B) PPCAT_NX(BINARY_LOG_, B)

BINARY_LOG(WIDTH)

gcc -E test.c的输出（仅宏替换阶段）：

>gcc -E test.c
# 1 "test.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "<command-line>" 2
# 1 "test.c"
# 24 "test.c"
11

Answer 2

由于已经有可行的答案，我想指出一些不同的解决方案：

使用可在编译时求值的 constexpr (C++11) 从给定的指数计算 WIDTH。这看起来比使用宏恕我直言要好得多：（请参阅 Casey 在 c++11 fast constexpr integer powers 中的回答）

#include <cstdint>

constexpr int64_t ipow(int64_t base, int exp, int64_t result = 1) {
  return exp < 1 ? result : ipow(base*base, exp/2, (exp % 2) ? result*base : result);
}

int64_t foo(int64_t base, int exp) {
  return ipow(base, exp);
}

数字及其对数作为编译常量而不手动更改两者？

Number and its logarithm as compile constants without manually changing both?

c

gcc

c-preprocessor