c - 有效地 "Wrapping"C 中的常量字符串

Question

我目前正在用 C 语言编写一个解析器，设计它时我需要的东西之一是一个可变字符串“类”(一组对表示实例的不透明结构进行操作的函数)，我将其称为 my_string。 string 类的实例只不过是包装 char * 以及一些元数据的结构。

但是，常量字符串会出现问题。例如，我有几个返回 my_string * 指针的方法，但有时我想返回一个常量字符串。考虑这个人为的伪代码:

my_string *element_get_data(my_element *el)
{
    if (element_has_character_data(el))
        return element_get_character_data(el); /* returns a (my_string *) */
    else
        return my_string_constant("#data");    /* ditto */
}

…在某些情况下，我想获取预构建的 my_string 实例，但在其他情况下，我只想返回包裹在 my_string 中的字符串“#data” > 结构。

此代码的问题在于，每次调用 element_get_data(...) 时，它都会创建一个新的(堆分配的)my_string 实例。 C 常量字符串具有良好的语义，因为它们静态分配在程序的 DATA 部分中，因此每次遇到常量字符串时，该字符串的地址始终相同。

因此，让多个不同的 my_string 实例都指向完全相同的 char * 似乎很愚蠢。消除重复的有效方法是什么？我应该保留 const char * -> my_string * 映射的哈希表吗？或者有没有办法使用与 C 常量字符串类似的语义？在 Mac 上，Core Foundation 设法使用 CFSTR(...) 宏来做到这一点。

对我来说理想的解决方案是以某种方式制作一个像 my_string_constant(...) 这样的宏，将 my_string 结构存储在程序的 DATA 部分，因此它也可以是常量。这样的事可能吗？

Answer 1

当我写这个问题时(或者更确切地说，几乎是在我写完之后)，我以 GNUStep's implementation of Core Foundation's CFSTR() macro 的形式找到了我的问题的答案。 。我的类似实现如下所示:

#define MY_STR(str) ({\
    static struct { const char *buffer; my_bool shouldFree; my_bool mutable; my_bool constant; } s = {NULL, MY_FALSE, MY_FALSE, MY_TRUE};\
    s.buffer = str;\
    (my_string *)&s;\
})

这样做的原因是因为代码块在编译时被内联，这意味着它创建了一个相对于本地范围的静态分配的结构。因此，如果(例如)一个函数包含 MY_STR("Hello, world!")被多次调用，将始终返回相同的静态分配结构，从而产生我们期望的行为。

这个概念可以轻松扩展到字符串之类的事物之外，从而使您可以轻松创建自己的静态分配对象类型。整洁!