可以在 C 预处理器步骤中调用函数或计算吗？

Question

我想创建长度为(int)log(macro constant)的数组喜欢

#define MACRO_NUM 100
int arr[(int)log(MACRO_NUM)];

但是如您所知，MSVC 不支持变长数组。因此，声明数组时，我不能在数组索引处使用变量或函数。这意味着在运行时间内确定的每个值都不能成为数组的索引。所以我认为如果可能的话，预处理器应该在编译之前做一些计算。

所以我的问题是

我的推断对吗？
那么有没有办法让预处理器计算呢？或者预处理器只能做替换。

我知道还有另一种方法，例如使用指针动态分配等，但是，作为一名学生，我只是徘徊，当不支持可变长度数组时，可以使用数组和宏常量来执行此操作。

Answer 1

不，预处理器不进行计算，只进行替换和其他常见的预处理器内容。

但是，有时您可以获得类似如下的效果。在 C 中几乎任何需要编译时常量的地方，您都可以使用任意算术表达式，其操作数是常量（将由编译器计算，而不是预处理器）。宏可以是包装此类表达式的便捷方式，特别是如果它会很长。

作为一个简单的例子，你可以这样做

#define SQUARE(x) ((x)*(x))
int foo[SQUARE(6)];

经过预处理后，这就是int foo[((6)*(6))];，编译器定义了一个长度为36的数组。计算是由编译器完成的，而不是预处理器，但效果是一样的。

现在 log 通常不是编译器可以在编译时计算的函数，但您可以伪造它：

#define MY_LOG(x) ((x) < 10 ? 0 : (x) < 100 ? 1 : (x) < 1000 ? 2 : .....)

根据需要添加更多 ?:，直到用完 int 或 long 或其他任何范围。对于以十为底的对数，它最多只能是 10 或 20。然后你可以做

#define MACRO_NUM 100
int arr[MY_LOG(MACRO_NUM)]

并得到一个长度为 2 的数组。

请注意不要将 MY_LOG 与有副作用的参数一起使用！

Answer 2

如果 MACRO_NUM 保证是一个编译时常量（例如 100）并且 (int)log(MACRO_NUM) 你的意思是“最大的 k 这样2^k ≤ MACRO_NUM", 则可以完成（但不是通过让预处理器进行计算，这不是真的有可能）：

注意：请参阅下面的更紧凑的版本。

#define LOG_MACRO_NUM ((MACRO_NUM >= (1UL<<1)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<2)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<3)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<4)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<5)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<6)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<7)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<8)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<9)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<10)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<11)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<12)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<13)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<14)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<15)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<16)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<17)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<18)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<19)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<20)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<21)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<22)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<23)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<24)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<25)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<26)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<27)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<28)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<29)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<30)) + \
                       (MACRO_NUM >= (1UL<<31)))
/* If you want to handle 64-bit numbers, change 1UL to 1ULL
 * and continue the pattern up to 63.
 */

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这可以使用 Boost preprocessor library 变得更加紧凑，这与大多数 Boost 同时使用 C 和 C++ 不同。它是一个单独的头文件库，因此只需复制头文件目录即可独立安装。将上面的丑陋减少到：

#include <stdio.h>
#include <boost/preprocessor/repetition/repeat_from_to.hpp>
#define CHECK_POWER(Z,I,V) + ((V) >= (1ULL << I))
#define ILOGB(C) (BOOST_PP_REPEAT_FROM_TO(1, 32, CHECK_POWER, C))

/* Declared at file scope to show that the macro produces a
 * compile-time constant; static VLAs are not allowed
 * even on compilers which implement VLAs.
 */
int arr[ILOGB(4127)] = {0};
int main(void) {
    printf("array has %zu elements.\n", sizeof arr / sizeof *arr);
}

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可以在 C 预处理器步骤中调用函数或计算吗？

It is possible to call function or calculate in C preprocessor step?

c

arrays

macros

preprocessor