以编程方式确定变量的值是在编译时还是在运行时计算的

Question

在 C 中有没有一种方法可以通过编程确定变量的值是在编译时还是在运行时计算的？

示例：

const double a = 2.0;
const double b = 3.0;
double c1 = a / b; // done at compile time (constant folding / propagation)
double c2 = *(volatile double*)&a / *(volatile double*)&b; // done at run time
compute_time_t c1_ct = compute_time(c1);
compute_time_t c2_ct = compute_time(c2);
assert(c1_ct == COMPILE_TIME);
assert(c2_ct == RUN_TIME);

Answer 1

在C中（as in，由语言标准定义），不行，没办法。

然而，有 compiler-specific 种方法可以让您真正接近实现您想要的目标。评论中最著名的是 GCC 和 Clang 中可用的内置函数 __builtin_constant_p()。

这里是相关的摘录from the GCC doc：

Built-in Function: int __builtin_constant_p (exp)

You can use the built-in function __builtin_constant_p to determine if a value is known to be constant at compile time and hence that GCC can perform constant-folding on expressions involving that value. The argument of the function is the value to test. The function returns the integer 1 if the argument is known to be a compile-time constant and 0 if it is not known to be a compile-time constant. A return of 0 does not indicate that the value is not a constant, but merely that GCC cannot prove it is a constant with the specified value of the -O option.

注意这个函数不能保证检测到所有compile-time常量，但只能检测GCC能够检测到的常量证明如此。不同的优化级别可能会改变此函数返回的结果。

此 built-in 函数在 glibc 中广泛用于优化目的 (example)，通常结果仅在其为 1 时才可信，否则假设为 non-constant：

void somefunc(int x) {
    if (__builtin_constant_p(x)) {
        // Perform optimized operation knowing x is a compile-time constant.
    } else {
        // Assume x is not a compile-time constant.
    }
}

使用你自己的例子：

const double a = 2.0;
const double b = 3.0;
double c1 = a / b; // done at compile time (constant folding / propagation)
double c2 = *(volatile double*)&a / *(volatile double*)&b; // done at run time

assert(__builtin_constant_p(c1));
assert(!__builtin_constant_p(c2));

Answer 2

你问，

Is there a way in C to programmatically determine that variable's value was computed at compile time or at run time?

不，没有办法将这样的决定编码到严格符合 C 程序的源代码中。

当然，C 不要求系统地标记值，以根据它们的计算时间来区分它们，而且我听说过或想象过的 C 实现都没有这样做，所以这样的决定不能基于关于兴趣表达的价值。此外，所有 C 函数参数都是按值传递的，因此假设的 compute_time() 不能作为函数实现，因为它必须使用值。

compute_time() 也不能是宏，因为宏只能用于（预处理）tokens，例如标识符 c1 和 c2 在您的示例代码中。这些对预处理器是不透明的；当根据 C 语义将它们评估为表达式时，它对赋予它们的值一无所知。

并且没有符合此目的的运算符。

标准 C 没有提供其他选择，因此如果问题是关于 C 语言而不是它的任何特定实现，那么故事就到此为止。此外，尽管可以想象给定的 C 实现会提供您的 compute_time() 或等效的功能作为扩展，但我不知道有任何这样的实现。（但是，请参阅，了解类似但不完全相同的扩展示例。）

以编程方式确定变量的值是在编译时还是在运行时计算的

Programmatically determine if a variable's value was computed at compile time or at run time

c

constants

以编程方式确定变量的值是在编译时还是在 运行 时计算的

Programmatically determine if a variable's value was computed at compile time or at run time

c

constants

以编程方式确定变量的值是在编译时还是在运行时计算的