C語言常常讓人覺得它所能表達的東西非常有限。它不具有類似第一級函數和模式匹配這樣的高級功能。但是C非常簡單，并且仍然有一些非常有用的語法技巧和功能，只是沒有多少人知道罷了。

指定的初始化

很多人都知道像這樣來靜態地初始化數組：

int fibs[] = {1, 1, 2, 3, 5};

/ Entries may not correspond to actual numbers. Some entries omitted. /

define EINVAL 1
define ENOMEM 2
define EFAULT 3
/ ... /
define E2BIG  7
define EBUSY  8
/ ... /
define ECHILD 12
/ ... /</pre>



現在，假設我們想為每個錯誤碼提供一個錯誤描述的字符串。為了確保數組保持了最新的定義，無論頭文件做了任何修改或增補，我們都可以用這個數組指定的語法。 

char *err_strings[] = {
         [0] = "Success",
    [EINVAL] = "Invalid argument",
    [ENOMEM] = "Not enough memory",
    [EFAULT] = "Bad address",
    /* ... */
    [E2BIG ] = "Argument list too long",
    [EBUSY ] = "Device or resource busy",
    /* ... */
    [ECHILD] = "No child processes"
    /* ... */
};


這樣就可以靜態分配足夠的空間，且保證最大的索引是合法的，同時將特殊的索引初始化為指定的值，并將剩下的索引初始化為0。 



 




結構體與聯合體 



用結構體與聯合體的字段名稱來初始化數據是非常有用的。假設我們定義： 

struct point {
    int x;
    int y;
    int z;
}


然后我們這樣初始化struct point： 

struct point p = {.x = 3, .y = 4, .z = 5};


當我們不想將所有字段都初始化為0時，這種作法可以很容易的在編譯時就生成結構體，而不需要專門調用一個初始化函數。 



對聯合體來說，我們可以使用相同的辦法，只是我們只用初始化一個字段。 

宏列表 



C中的一個慣用方法，是說有一個已命名的實體列表，需要為它們中的每一個建立函數，將它們中的每一個初始化，并在不同的代碼模塊中擴展它們的名字。這在Mozilla的源碼中經常用到，我就是在那時學到這個技巧的。例如，在我去年夏天工作的那個項目中，我們有一個針對每個命令進行標記的宏列表。其工作方式如下： 

#define FLAG_LIST(_)                   \
    _(InWorklist)                      \
    _(EmittedAtUses)                   \
    _(LoopInvariant)                   \
    _(Commutative)                     \
    _(Movable)                         \
    _(Lowered)                         \
    _(Guard)


它定義了一個FLAGLIST宏，這個宏有一個參數稱之為  ，這個參數本身是一個宏，它能夠調用列表中的每個參數。舉一個實際使用的例子可能更能直觀地說明問題。假設我們定義了一個宏DEFINE_FLAG，如： 

#define DEFINE_FLAG(flag) flag,
   enum Flag {
       None = 0,
       FLAG_LIST(DEFINE_FLAG)
       Total
   };

undef DEFINE_FLAG</pre>

對FLAG_LIST(DEFINE_FLAG)做擴展能夠得到如下代碼： 

enum Flag {
        None = 0,
        DEFINE_FLAG(InWorklist)
        DEFINE_FLAG(EmittedAtUses)
        DEFINE_FLAG(LoopInvariant)
        DEFINE_FLAG(Commutative)
        DEFINE_FLAG(Movable)
        DEFINE_FLAG(Lowered)
        DEFINE_FLAG(Guard)
        Total
    };


接著，對每個參數都擴展DEFINE_FLAG宏，這樣我們就得到了enum如下： 

enum Flag {
        None = 0,
        InWorklist,
        EmittedAtUses,
        LoopInvariant,
        Commutative,
        Movable,
        Lowered,
        Guard,
        Total
    };


接著，我們可能要定義一些訪問函數，這樣才能更好的使用flag列表： 

#define FLAG_ACCESSOR(flag) \
bool is##flag() const {\
    return hasFlags(1 << flag);\
}\
void set##flag() {\
    JS_ASSERT(!hasFlags(1 << flag));\
    setFlags(1 << flag);\
}\
void setNot##flag() {\
    JS_ASSERT(hasFlags(1 << flag));\
    removeFlags(1 << flag);\
}

FLAG_LIST(FLAG_ACCESSOR)
undef FLAG_ACCESSOR</pre>

一步步的展示其過程是非常有啟發性的，如果對它的使用還有不解，可以花一些時間在gcc –E上。 



編譯時斷言 



這其實是使用C語言的宏來實現的非常有“創意”的一個功能。有些時候，特別是在進行內核編程時，在編譯時就能夠進行條件檢查的斷言，而不是在運行時進行，這非常有用。不幸的是，C99標準還不支持任何編譯時的斷言。 



但是，我們可以利用預處理來生成代碼，這些代碼只有在某些條件成立時才會通過編譯（最好是那種不做實際功能的命令）。有各種各樣不同的方式都可以做到這一點，通常都是建立一個大小為負的數組或結構體。最常用的方式如下： 

/* Force a compilation error if condition is false, but also produce a result


(of value 0 and type size_t), so it can be used e.g. in a structure
initializer (or wherever else comma expressions aren't permitted). /
/ Linux calls these BUILD_BUG_ON_ZERO/_NULL, which is rather misleading. /
#define STATIC_ZERO_ASSERT(condition) (sizeof(struct { int:-!(condition); })    )
#define STATIC_NULL_ASSERT(condition) ((void )STATIC_ZERO_ASSERT(condition)    )

/ Force a compilation error if condition is false /
define STATIC_ASSERT(condition) ((void)STATIC_ZERO_ASSERT(condition))</pre>

如果(condition)計算結果為一個非零值（即C中的真值），即! (condition)為零值，那么代碼將能順利地編譯，并生成一個大小為零的結構體。如果(condition)結果為0（在C真為假），那么在試圖生成一個負大小的結構體時，就會產生編譯錯誤。 



它的使用非常簡單，如果任何某假設條件能夠靜態地檢查，那么它就可以在編譯時斷言。例如，在上面提到的標志列表中，標志集合的類型為uint32_t，所以，我們可以做以下斷言： 

STATIC_ASSERT(Total <= 32)


它擴展為： 

(void)sizeof(struct { int:-!(Total <= 32) })


現在，假設Total<=32。那么-!(Total <= 32)等于0，所以這行代碼相當于： 

(void)sizeof(struct { int: 0 })


這是一個合法的C代碼。現在假設標志不止32個，那么-!(Total <= 32)等于-1，所以這時代碼就相當于： 

(void)sizeof(struct { int: -1 } )


因為位寬為負，所以可以確定，如果標志的數量超過了我們指派的空間，那么編譯將會失敗。 



英文出處： endofunctor 

本文由 伯樂在線 - Michael.X 翻譯