c - GCC宏扩展调用另一个宏

Question

我正在用 C (gcc) 编写一个应用程序，它执行大量字符串比较。始终是一个未知/动态字符串，其中包含一长串编译时常量字符串。所以我想我对动态字符串进行哈希处理，并将生成的哈希值与常量字符串的预计算哈希值进行比较。

为了做到这一点，我在一个函数中使用了哈希算法(用于动态运行时字符串)并将其作为一个宏，以便 gcc 在编译时计算哈希值。

我明白了:

#define HASH_CALC(h, s) ((h) * 33 + *(s))
#define HASH_CALC1(s) (HASH_CALC(hash_calc_start, s))
#define HASH_CALC2(s) (HASH_CALC(HASH_CALC1(s), s + 1))
#define HASH_CALC3(s) (HASH_CALC(HASH_CALC2(s), s + 2))
#define HASH_CALC4(s) (HASH_CALC(HASH_CALC3(s), s + 3))
#define HASH_CALC5(s) (HASH_CALC(HASH_CALC4(s), s + 4))
//--> cut ... goes till HASH_CALC32

static const unsigned long hash_calc_start = 5381;
unsigned long hash_str (const char* c);

void func () {
    //This string is not constant ... just in this case to show something
    char dynStr = "foo";
    unsigned long dynHash = hash_str (dynStr);

    //gcc produces a cmp with a constant number as foo is hashed during compile-time
    if (dynHash == HASH_CALC3("foo")) {
    }
}

现在回答问题:

是否可以创建一个扩展为 HASH_CALCX(s) 的宏，其中 X 是传递给宏的常量字符串的长度？

//Expands to HASH_CALC3("foo")
if (dynHash == HASH_CALCX("foo")) {
}
//Expands to HASH_CALC6("foobar")
if (dynHash == HASH_CALCX("foobar")) {
}

我试过了，但没用。

#define HASH_STRLEN(x) (sizeof(x)/sizeof(x[0])-1)
#define HASH_MERGE(x,y) x ## y
#define HASH_MERGE2(x,y) HASH_MERGE(x,y)
#define HASH_CALCX(s) (HASH_MERGE2(HASH_CALC, HASH_STRLEN(s))(s))

谢谢!

Answer 1

你可以使用三元运算符:

#define HASH_CALCX(s)                \
   (strlen(s) == 5 ? HASH_CALC5(s) : \
    strlen(s) == 4 ? HASH_CALC4(s) : \
    strlen(s) == 3 ? HASH_CALC3(s) : \
    strlen(s) == 2 ? HASH_CALC2(s) : \
    strlen(s) == 1 ? HASH_CALC1(s) : some_error)

要使其可行，将取决于编译器的优化，将此表达式减少为单个数值常量。

更新:使用 gcc 的工作示例。如果优化级别设置为 1 很好，但不是 0。

设 foox.c 为:

#include <string.h>
#include <stdio.h>

#define HASH_CALC(h, s) ((h) * 33 + *(s))
#define HASH_CALC1(s) (HASH_CALC(5381, s)) // hash_calc_start = 5381
#define HASH_CALC2(s) (HASH_CALC(HASH_CALC1(s), s + 1))
#define HASH_CALC3(s) (HASH_CALC(HASH_CALC2(s), s + 2))
#define HASH_CALC4(s) (HASH_CALC(HASH_CALC3(s), s + 3))
#define HASH_CALC5(s) (HASH_CALC(HASH_CALC4(s), s + 4))

#define HASH_CALCX(s)                \
   (strlen(s) == 5 ? HASH_CALC5(s) : \
    strlen(s) == 4 ? HASH_CALC4(s) : \
    strlen(s) == 3 ? HASH_CALC3(s) : \
    strlen(s) == 2 ? HASH_CALC2(s) : \
    strlen(s) == 1 ? HASH_CALC1(s) : 0)

int main(void) {
   printf("%d\n", HASH_CALCX("foo"));
   return 0;
}

然后 gcc -S -O1 foox.c 给出:

        .file       "foox.c"
        .section    .rodata.str1.1,"aMS",@progbits,1
.LC0:
        .string     "%d\n"
        .text
.globl main
        .type       main, @function
main:
        leal        4(%esp), %ecx
        andl        $-16, %esp
        pushl       -4(%ecx)
        pushl       %ebp
        movl        %esp, %ebp
        pushl       %ecx
        subl        $20, %esp
        movl        $193491849, 4(%esp)
        movl        $.LC0, (%esp)
        call        printf
        movl        $0, %eax
        addl        $20, %esp
        popl        %ecx
        popl        %ebp
        leal        -4(%ecx), %esp
        ret
        .size       main, .-main
        .ident      "GCC: (GNU) 4.1.2 20080704 (Red Hat 4.1.2-54)"
        .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

更新 2:作为一个次要增强，我肯定会尝试添加一个编译时“断言”来验证只有文字一定长度的字符串传递给宏，因为我很容易出错。例如，将上面的修改为:

#define ASSERT_zero(e) (!sizeof(struct{int:!!(e);}))
#define HASH_CALCX(s)  (ASSERT_zero(strlen(s) <= 5) + \
   (strlen(s) == 5 ? HASH_CALC5(s) : \
   etc

ASSERT_zero() 宏类似于 BUILD_BUG_ON_ZERO()，并使用“sizeof bitfield”技巧。它产生:

• 编译错误，当e为假时，或者
• 零值。

此 ASSERT_zero() 不适用于 C++。而且这个额外的检查对 VS IIRC 不起作用，因为 VS 不将 strlen("foo") 视为编译时常量。