GNU C对ISO标准的扩展——笔记(二)
Arrays of Variable Length
变长数组， ISO C99 标准中正式支持，在 C89 模式下作为 GCC 的扩展特性。变长数组即数组长度为变量，除此之外与普通数组在声明语法上没有区别。变长数组在声明处分配空间 ( 在栈上分配空间而不是在堆上，这一点与函数 alloca/_alloca 相同，实际上用 gdb 调试发现，变长数组的空间分配就是通过调用 alloca 完成的 ) ，在作用域结束时自动收回空间 ( 包括因为使用 goto 或者其它手段中途结束 ) 。变长数组与使用 alloca/_alloca 分配空间的数组的区别在于： alloca 分配的空间在调用 alloca 的函数返回时收回，而变长数组的空间在变长数组名字作用域结束时收回 ( 通常是包含它的大括号结束 ) 。如果在一个函数中既使用 alloca 又使用变长数组，那么变长数组空间收回会导致最近一次的 alloca 空间被收回。
也可以把变长数组用作函数的参数。下面是一段变长数组的演示代码：
int n, t;
scanf ( "%d" , &t);
while( t--) {
scanf ( "%d" , &n);
({
int arr[n], i, sum = 0;
for( i = 0; i < n; i++) {
scanf ( "%d" , arr+i);
sum += arr[i];
}
printf ( "sum is: %d/n" , sum);
});
}
调试时遇到了一段不理解的代码，暂时附在这里：
0x00401628 <varlen_array+26>: mov 0x8(%ebp),%eax
0x0040162b <varlen_array+29>: dec %eax
0x0040162c <varlen_array+30>: inc %eax
0x0040162d <varlen_array+31>: add $0xf,%eax
0x00401630 <varlen_array+34>: shr $0x4,%eax
0x00401633 <varlen_array+37>: shl $0x4,%eax
先减 1 再加 1 ，然后加上 15 ，右移 4 位再左移 4 位，不知道为什么要这么做。而且在调试中发现，代码中调用 alloca ，编译器直接用 sub 指令移动 esp 指针，如果使用变长数组，反而去调用 alloca 了。
Macros with a Variable Number of Arguments.
宏可以 像函数一样接受可变参数列表， C99 正式支持这样的语法。这种宏的声明语法也和可变参数函数的声明语法一样。例如：#define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
首先复习一下在没有这种技术的情况下，如何实现可变参数宏的效果：
方法一：
#define debug(args) fprintf(stderr, args)
但这样的宏不行。把它改成这样 ( 就是说 debug 宏不能 扩展成 fprintf 的形式 ) ：
方法二：
#define debug(args) printf args
这样实际上 debug 宏仍然 还是一个参数，所以调用时必须要加上一对额外的括号，例如： debug( (“i = %d/n”, i));
方法三：
根据参数数量使用不同的宏。很常见的就是在 CRT DEBUG 库中，有 _RPTn ， RPTFn 这些宏 ， n 是参数个数，比如 RPTF0 表示宏只带 一个参数， RPTF1 表示带两个参数。在 MFC 中，也有 TRACEn 这样的根据参数个数分别定义的调试宏。
方法四：
在调试宏中使用如 ” i = %d/n”, i 这样的字符串，中间的逗号分隔了参数，这也是方法二要加上一对额外括号的原因。所以，如果能通过适当的手段，让编译器在宏展开时暂时不知道这里有个逗号，就可以解决问题。如下：
#define DEBUG(args) printf(args)
#define _ ,
调用时： DEBUG( "i = %d/n" _ i);
记住调用 DEBUG 宏时 _ 左右要有空格。
方法五：
#define DEBUG printf
调用时： DEBUG( "i = %d/n" , i);
这是最直接最简单的方法。完全可以自己写一个 printf 这样的函数 ( 用 stdarg.h 中的支持或者使用前面说的三个 builtin 函数 ) 。
上面的五种方法多数参考自《 C Programming FAQs 》问题 10.26.
Slightly Looser Rules for Escaped Newlines
多行宏定义中要使用反斜杠表示续行，反斜杠后面必须紧跟换行符，在反斜杠和换行符之间不能有任何空白字符。这一条扩展使得在反斜杠和换行符之间可以有空格 (ASCII 码 32) 、水平制表符 (ASCII 9) 、垂直制表符 (ASCII 11) 、走纸符 (ASCII 12) 。不能有注释。String Literals with Embedded Newlines
允许字符串字面值跨越多行而不需要对内嵌的换行符进行转义。Non-Lvalue Arrays May Have Subscripts
ISO C99 标准正式支持。任何非左值的数组仍然被作为退化的指针，可以对它们使用取下标运算符，尽管它们不能被修改、不能在下一个序列点之后使用、不能对它们使用取地址运算符。例如下面代码：struct foo { int a [4];};
struct foo f();
bar ( int index)
{
return f().a[index];
}
bar 函数体中的 return 语句体现了这种用法。
关于什么是序列点 (sequence point) ，在《 C Programming FAQs 》问题 3.9 中有详细解释，摘抄如下：
C 语言标准中提及的序列点包括：
完整表达式 (full expression ，表达式语句或者不是任何其他表达式的子表达式的表达式尾部 ) ；
||, &&, ?: 或逗号表达式的操作符处；
函数调用时 ( 参数传递完毕，函数被实际调用之前 ) 。
Arithmetic on void- and Function-Pointers
GNU C
的这一项扩展使得能够对
void
指针和函数指针进行加减运算，以及
sizeof
运算。
void
指针和函数指针大小被看作
1
，相当于字符指针。
在 GNU C 编译器中有 -Wpointer-arith 选项。这个选项使编译器对源代码中的这种指针算术发出警告。
Non-Constant Initializers
在对 auto 数组变量进行 aggregate initialize( 就是像 int a[100] = {1, 2, 3}; 这样的初始化语句 ) 时，这里的初始化值不必要是常量表达式。举例如下：foo ( float f, float g)
{
float beat_freqs[2] = { f-g, f+g };
...
}
C++ 标准和 ISO C99 标准都正式支持这一特性。
Compound Literals
ISO C99 标准正式支持这种语法。按字面翻译叫做“复合字面值”，这种语法看起来像是一个强制类型转换，实际上就是对一个初始化的强制类型转换。它的语法如下：(type-name) {initializer-list}
这种语法创建一个无名的对象，它使得初始化一个对象不再需要先初始化一个临时变量，为对象的初始化提供了一种轻便的方法。它是一个左值 ( 它在栈上分配了空间，只是没有名字 ) 。例如：
struct foo { int a ; char b [2];} structure;
structure = (( struct foo) {x + y, 'a' , 0});
上面对 structure 的初始化等价于下面的语句：
{
struct foo temp = {x + y, 'a' , 0};
structure = temp;
}
再如：
struct foo *s1 = &( struct foo){1, 2, "3" };
printf ( "%d/n" , sizeof (*s1));
输出 12.
下面是另外几个例子：
struct foo x = ( struct foo) {1, 'a' , 'b' };
int y[] = ( int []) {1, 2, 3};
int z[] = ( int [3]) {1};
它们分别等价于下面的初始化语句：
struct foo x = {1, 'a' , 'b' };
int y[] = {1, 2, 3};
int z[] = {1, 0, 0};
一旦它所在的作用域结束，栈上分配的空间也被收回。 ( 注：上面都是转换成 struct 和数组，对于 union ，有所不同，后面有专门针对 union 的 ) 。
Designated Initializers
ISO C99 标准正式支持。可以使用任意的顺序来初始化数组元素或者结构体的成员，而不必按照元素被声明的顺序。它有以下三种形式的写法：初始化数组中的某个元素，语法为：
[index] = value
例如：
int a[6] = { [4] = 29, [2] = 15 };
它等价于：
int a[6] = { 0, 0, 15, 0, 29, 0 };
初始化数组中的一个区间，语法为：
[first … last] = value
例如：
int widths[] = { [0 ... 9] = 1, [10 ... 99] = 2, [100] = 3 };
这是一项 GNU 的扩展。
初始化结构体中的成员，语法为：
.fieldname = value
例如：
struct point p = { . y = yvalue, . x = xvalue };
上面的 [index] 和 .fieldname 被称为 designator ，这种初始化语法叫做 designated initializer 。
下面是一些其它例子：
int a[6] = { [1] = v1, v2, [4] = v4 };//a[1]=v1,a[2]=v2,a[4]=v4, 其它为 0
int whitespace[256]
= { [ ' ' ] = 1, [ '/t' ] = 1, [ '/h' ] = 1,
[ '/f' ] = 1, [ '/n' ] = 1, [ '/r' ] = 1 };
struct point ptarray[10] = { [2]. y = yv2, [2]. x = xv2, [0]. x = xv0 };
struct st{ int a [5], b ;};
struct st *w=( struct st []){[3]={1,2},[1]={. a ={[3]=1},. b =1} };
Cast to a Union Type
强制类型转换为一个 union ，但产生的不是一个左值。Case Ranges
可以在 case 行标中 指定一个区间，使用下面的语法：case low ... high:
注意 low, …, high 之间都有空格，否则会导致语法错误。另外， case 行标必须 是常量，如：
int a[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6}, b;
scanf ( "%d" , &b);
switch( b) {
//case a[0] ... a[2]: // wrong
case 1 ... 3:
puts( "first block" ); break ;
//case a[3] ... a[5]: // wrong
case 4 ... 6:
puts( "second block" ); break ;
}
Mixed Declarations and Code
像 C++ 一样允许变量随处声明。在 C99 标准中被支持。Declaring Attributes of Functions
使用 __attribute__ 关键字声明函数的属性。和 visual studio 中的 __declspec 相当。语法形式如下：__attribute__ ((attribute-list))
下列属性是 GNU C 目前为所有目标机器上定义的通用属性：
noreturn , noinline, always_inline, pure, const, format, format_arg, no_instrument_function, section,constructor, destructor, used, unused, deprecated, weak, malloc, alias
在 http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-3.2.3/gcc/Function-Attributes.html#Function%20Attributes 有 GNU C 定义的完整属性列表和详细解说。该网址上同时给出了为什么要定义 __attribute__ 关键字而不是 #pragma 指令来做这些事情的两条原因：一是不可能从一个宏定义中产生 #pragma 指令，我觉得最明显的体现就是编译器通常将 dllexport 和 dllimport 属性定义为宏。二是不同的编译器有可能对同一条 #pragma 指令做出不同的解释。