C语言的奇技淫巧

C语言

的tricks不多，但大多比较晦涩，就跟数学一样需要循序渐进的理解，同时也需要对编译器、C语言标准都有一定的理解。而C语言的雷区较多，也即有很多我们经常碰到的未定义行为(undefined behavior)。在看tricks前，我们先看个雷：

C

1	a = b + c ;

它看起来很简单，对吗？但如果b和c加起来大于了上限，如INT_MAX，那编译器会做什么？事实上这里会得到一个负数。这是非常令人烦躁的未定义举动，尤其是你因为它而要debug的时候。当然，标准会告诉你每次都去检查它没有意义，我们要的只是一个高速语言。恩，读者要记住一件事，玩标准的人不写代码。而且，千万不要轻易的忽略它们，它们都有可能造成致命的问题。——所以说C语言是高手才能真正玩好的语言。如果没有对C语言较好的了解，不要轻易的使用各类tricks，说不定里面就埋了个debug不出来的雷。

我们开始，先看个小技巧，舒缓一下心情：

编译器判断优化

1 2	#define likely(x)       __builtin_expect((x),1) #define unlikely(x)     __builtin_expect((x),0)

这个技巧就是在循环判断时去期望是或否。这涉及到了编译器优化，以及很经典的火车选路。在linux内核中十分常见。你可以给知道它的人加5分，懂一点内核挺好的。

定长类型

再来一个我们在强类型时不能忽略的：

stdint.h

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#ifndef __int8_t_defined # define __int8_t_defined typedef signed char int8_t ; typedef short int int16_t ; typedef int int32_t ; # if __WORDSIZE == 64 typedef long int int64_t ; # else __extension__ typedef long long int int64_t ; # endif #endif

这些类型非常棒，比起char, short, int, long的意思清晰十倍，尤其在bitmap运算时，最好用这些强类型（记得在算bits时要用UINT）。

但你可以看到项目组里往往用

1 2	#define INT16 short #define INT32  long

这样的代码来定义它们，实际上是错误的，乖乖的#include 为好。

逗号运算符

像这样用是可以的。注意逗号取最后一个值返回。

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for ( int i = 0 ; i & lt ; 10 ; i ++ , doSomethingElse ( ) ) {    /* whatever */ }

结构体初始化

注意它不是一般意义上的全0初始化，而是逻辑0初始化，这里引用一段stackoverflow上的英文：

memset/calloc do “all bytes zero” (i.e. physical zeroes), which is indeed not defined for all types. { 0 } is guaranteed to intilaize everything with proper logical zero values. Pointers, for example, are guranteed to get their proper null values, even if the null-value on the given platform is 0xBAADFOOD

1	struct mystruct a = { 0 } ;

Bit fields

很有用的bit定义，尤其是用在某些算法中

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struct cat {      unsigned int legs : 3 ;    // 3 bits for legs (0-4 fit in 3 bits)      unsigned int lives : 4 ; // 4 bits for lives (0-9 fit in 4 bits)      // ... } ;   cat make_cat ( ) {      cat kitty ;      kitty . legs = 4 ;      kitty . lives = 9 ;      return kitty ; }

 有限自动机

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FSM {    STATE ( x ) {      . . .      NEXTSTATE ( y ) ;    }      STATE ( y ) {      . . .      if ( x == 0 )        NEXTSTATE ( y ) ;      else        NEXTSTATE ( x ) ;    } }

that can be achieved with the following macros:

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#define FSM #define STATE(x)      s_##x : #define NEXTSTATE(x)  goto s_##x

Interlacing structures

Interlacing structures like Duff’s Device:

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strncpy ( to , from , count ) char * to , * from ; int count ; {      int n = ( count + 7 ) / 8 ;      switch ( count % 8 ) {      case 0 : do { * to = * from ++ ;      case 7 :        * to = * from ++ ;      case 6 :        * to = * from ++ ;      case 5 :        * to = * from ++ ;      case 4 :        * to = * from ++ ;      case 3 :        * to = * from ++ ;      case 2 :        * to = * from ++ ;      case 1 :        * to = * from ++ ;                } while ( -- n & gt ; 0 ) ;      } }

数组指定初始化技巧

很好用的技巧，GCC早期已经实现，后合入C99，但其他很多编译器没有实现

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#define FOO 16 #define BAR 3   myStructType_t myStuff [ ] = {      [ FOO ] = { foo1 , foo2 , foo3 } ,      [ BAR ] = { bar1 , bar2 , bar3 } ,      . . .

同上：

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struct foo {    int x ;    int y ;    char * name ; } ;   void main ( ) {    struct foo f = { . y = 23 , . name = "awesome" , . x = - 38 } ; }

GCC-参数格式化

1 2	int my_printf ( void * my_object , const char * my_format , . . . )              __attribute__ ( ( format ( printf , 2 , 3 ) ) ) ;

 动态指定浮动打印精度

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#include <stdio.h>   int main ( ) {      int a = 3 ;      float b = 6.412355 ;      printf ( "%.*f\n" , a , b ) ;      return 0 ; }

静态检查

编译时而非运行时

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//--- size of static_assertion array is negative if condition is not met #define STATIC_ASSERT(condition) \      typedef struct { \          char static_assertion [ condition ? 1 : - 1 ] ; \      } static_assertion_t   //--- ensure structure fits in STATIC_ASSERT ( sizeof ( mystruct_t ) & lt ; = 4096 ) ;

字符串连接

1 2	#define PATH "/some/path/" fd = open ( PATH "/file" , flags ) ;

0 bit fields

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struct {    int      a : 3 ;    int      b : 2 ;    int      : 0 ;    int      c : 4 ;    int      d : 3 ; } ;

which will give a layout of

1	000aaabb 0ccccddd

instead of without the :0;

1	0000aaab bccccddd

The 0 width field tells that the following bitfields should be set on the next atomic entity (char)

Lambda

Lambda’s (e.g. anonymous functions) in GCC:

1 2	#define lambda(return_type, function_body) \      ( { return_type fn function_body fn } )

This can be used as:

1	lambda ( int , ( int x , int y ) { return x & gt ; y ; } ) ( 1 , 2 )

Which is expanded into:

1	( { int fn ( int x , int y ) { return x & gt ; y } fn ; } ) ( 1 , 2 )

字符选择

1	hexDigit = "0123456789abcdef" [ someNybble ] ;

include/宏 协助数组初始化-预编译技巧

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double normals [ ] [ ] = {    #include "normals.txt" } ;

打印调用点技巧，适合跟踪调试代码

1	#define WHERE fprintf(stderr,"[LOG]%s:%d\n",__FILE__,__LINE__);

强悍而需要功力的X_MACRO

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/* * X Macro() data list * Format: Enum, Value, Text */ #define X_ERROR \    X ( ERROR_NONE ,    1 , "Success" ) \    X ( ERROR_SYNTAX , 5 , "Invalid syntax" ) \    X ( ERROR_RANGE ,    8 , "Out of range" )   /* * Build an array of error return values *   e.g. {0,5,8} */ static int ErrorVal [ ] = {    #define X(Enum,Val,Text)     Val,    X_ERROR    #undef X } ;   /* * Build an array of error enum names *   e.g. {"ERROR_NONE","ERROR_SYNTAX","ERROR_RANGE"} */   static char * ErrorEnum [ ] = {    #define X(Enum,Val,Text)     #Enum,    X_ERROR    #undef X } ;   /* * Build an array of error strings *   e.g. {"Success","Invalid syntax","Out of range"} */ static char * ErrorText [ ] = {    #define X(Enum,Val,Text)     Text,    X_ERROR    #undef X } ;   /* * Create an enumerated list of error indexes *   e.g. 0,1,2 */ enum {    #define X(Enum,Val,Text)     IDX_##Enum,    X_ERROR    #undef X    IDX_MAX    /* Array size */ } ;   void showErrorInfo ( void ) {      int i ;        /*      * Access the values      */      for ( i = 0 ; i & lt ; IDX_MAX ; i ++ )          printf ( " %s == %d [%s]\n" , ErrorEnum [ i ] , ErrorVal [ i ] , ErrorText [ i ] ) ;   }

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/*   * Test validity of an error value   *      case ERROR_SUCCESS:   *      case ERROR_SYNTAX:   *      case ERROR_RANGE:   */      switch ( value )    {      #define X(Enum,Val,Text)     case Val:    X_ERROR    #undef X          printf ( "Error %d is ok\n" , value ) ;          break ;        default :          printf ( "Invalid error: %d\n" , value ) ;          break ;    }