Apa cara terbaik untuk mencapai pernyataan statis waktu kompilasi di C (bukan C ++), dengan penekanan khusus pada GCC?

Standar C11 menambahkan _Static_assertkata kunci.

Ini diterapkan sejak gcc-4.6 :

_Static_assert (0, "assert1"); /* { dg-error "static assertion failed: \"assert1\"" } */

Slot pertama harus berupa ekspresi konstanta integral. Slot kedua adalah literal string konstan yang bisa panjang ( _Static_assert(0, L"assertion of doom!")).

Saya harus mencatat bahwa ini juga diimplementasikan dalam versi terbaru dari clang.

Ini berfungsi dalam lingkup fungsi dan non-fungsi (tetapi tidak di dalam struct, unions).

#define STATIC_ASSERT(COND,MSG) typedef char static_assertion_##MSG[(COND)?1:-1]

STATIC_ASSERT(1,this_should_be_true); 

int main()
{
 STATIC_ASSERT(1,this_should_be_true); 
}

1. Jika pernyataan waktu kompilasi tidak dapat dicocokkan, pesan yang hampir dapat dipahami akan dihasilkan oleh GCC sas.c:4: error: size of array ‘static_assertion_this_should_be_true’ is negative

2. Makro bisa atau harus diubah untuk menghasilkan nama unik untuk typedef (yaitu gabungan __LINE__di akhir static_assert_...nama)

3. Alih-alih terner, ini juga bisa digunakan #define STATIC_ASSERT(COND,MSG) typedef char static_assertion_##MSG[2*(!!(COND))-1]yang kebetulan bekerja bahkan pada compiler cc65 berkarat olde (untuk 6502 cpu).

UPDATE: Demi kelengkapan, berikut versi dengan__LINE__

#define STATIC_ASSERT(COND,MSG) typedef char static_assertion_##MSG[(!!(COND))*2-1]
// token pasting madness:
#define COMPILE_TIME_ASSERT3(X,L) STATIC_ASSERT(X,static_assertion_at_line_##L)
#define COMPILE_TIME_ASSERT2(X,L) COMPILE_TIME_ASSERT3(X,L)
#define COMPILE_TIME_ASSERT(X)    COMPILE_TIME_ASSERT2(X,__LINE__)

COMPILE_TIME_ASSERT(sizeof(long)==8); 
int main()
{
    COMPILE_TIME_ASSERT(sizeof(int)==4); 
}

UPDATE2: kode khusus GCC

GCC 4.3 (saya kira) memperkenalkan atribut fungsi "error" dan "peringatan". Jika panggilan ke fungsi dengan atribut itu tidak dapat dihilangkan melalui penghapusan kode mati (atau tindakan lain) maka kesalahan atau peringatan akan dihasilkan. Ini dapat digunakan untuk membuat waktu kompilasi menegaskan dengan deskripsi kegagalan yang ditentukan pengguna. Tetap menentukan bagaimana mereka dapat digunakan dalam cakupan namespace tanpa menggunakan fungsi dummy:

#define CTC(X) ({ extern int __attribute__((error("assertion failure: '" #X "' not true"))) compile_time_check(); ((X)?0:compile_time_check()),0; })

// never to be called.    
static void my_constraints()
{
CTC(sizeof(long)==8); 
CTC(sizeof(int)==4); 
}

int main()
{
}

Dan seperti inilah tampilannya:

$ gcc-mp-4.5 -m32 sas.c 
sas.c: In function 'myc':
sas.c:7:1: error: call to 'compile_time_check' declared with attribute error: assertion failure: `sizeof(int)==4` not true

cl

Saya tahu pertanyaan itu secara eksplisit menyebutkan gcc, tetapi hanya untuk kelengkapan di sini adalah tweak untuk kompiler Microsoft.

Menggunakan array berukuran negatif typedef tidak membujuk cl untuk mengeluarkan kesalahan yang layak. Itu hanya mengatakan error C2118: negative subscript. Bitfield dengan lebar nol bekerja lebih baik dalam hal ini. Karena ini melibatkan pengetikan sebuah struct, kita benar-benar perlu menggunakan nama tipe yang unik. __LINE__tidak memotong mustard - dimungkinkan untuk memiliki COMPILE_TIME_ASSERT()baris yang sama di header dan file sumber, dan kompilasi Anda akan rusak. __COUNTER__datang untuk menyelamatkan (dan sudah di gcc sejak 4.3).

#define CTASTR2(pre,post) pre ## post
#define CTASTR(pre,post) CTASTR2(pre,post)
#define STATIC_ASSERT(cond,msg) \
    typedef struct { int CTASTR(static_assertion_failed_,msg) : !!(cond); } \
        CTASTR(static_assertion_failed_,__COUNTER__)

Sekarang

STATIC_ASSERT(sizeof(long)==7, use_another_compiler_luke)

di bawah clmemberi:

kesalahan C2149: 'static_assertion_failed_use_another_compiler_luke': bidang bit bernama tidak boleh memiliki lebar nol

Gcc juga memberikan pesan yang jelas:

kesalahan: lebar nol untuk bit-field 'static_assertion_failed_use_another_compiler_luke'

Dari Wikipedia :

#define COMPILE_TIME_ASSERT(pred) switch(0){case 0:case pred:;}

COMPILE_TIME_ASSERT( BOOLEAN CONDITION );

Saya TIDAK akan merekomendasikan menggunakan solusi menggunakan typedef:

#define STATIC_ASSERT(COND,MSG) typedef char static_assertion_##MSG[(COND)?1:-1]

Deklarasi array dengan typedefkata kunci TIDAK dijamin akan dievaluasi pada waktu kompilasi. Misalnya, kode berikut dalam cakupan blok akan dikompilasi:

int invalid_value = 0;
STATIC_ASSERT(invalid_value, this_should_fail_at_compile_time_but_will_not);

Saya akan merekomendasikan ini sebagai gantinya (pada C99):

#define STATIC_ASSERT(COND,MSG) static int static_assertion_##MSG[(COND)?1:-1]

Karena statickata kunci, array akan ditentukan pada waktu kompilasi. Perhatikan bahwa pernyataan ini hanya akan berfungsi CONDyang dievaluasi pada waktu kompilasi. Ini tidak akan bekerja dengan (yaitu kompilasi akan gagal) dengan kondisi yang didasarkan pada nilai dalam memori, seperti nilai yang diberikan ke variabel.

Jika menggunakan makro STATIC_ASSERT () dengan __LINE__, dimungkinkan untuk menghindari pertentangan nomor baris antara entri dalam file .c dan entri berbeda dalam file header dengan menyertakan __INCLUDE_LEVEL__.

Sebagai contoh :

/* Trickery to create a unique variable name */
#define BOOST_JOIN( X, Y )      BOOST_DO_JOIN( X, Y )
#define BOOST_DO_JOIN( X, Y )   BOOST_DO_JOIN2( X, Y )
#define BOOST_DO_JOIN2( X, Y )  X##Y
#define STATIC_ASSERT(x)        typedef char \
        BOOST_JOIN( BOOST_JOIN(level_,__INCLUDE_LEVEL__), \
                    BOOST_JOIN(_assert_on_line_,__LINE__) ) [(x) ? 1 : -1]

Cara klasik menggunakan array:

char int_is_4_bytes_assertion[sizeof(int) == 4 ? 1 : -1];

Ini berfungsi karena jika pernyataannya benar, array memiliki ukuran 1 dan itu valid, tetapi jika salah ukuran -1 memberikan kesalahan kompilasi.

Kebanyakan kompiler akan menampilkan nama variabel dan menunjuk ke bagian kanan kode di mana Anda bisa meninggalkan komentar tentang pernyataan tersebut.

Dari Perl, khususnya perl.hbaris 3455 ( <assert.h>sudah termasuk sebelumnya):

/* STATIC_ASSERT_DECL/STATIC_ASSERT_STMT are like assert(), but for compile
   time invariants. That is, their argument must be a constant expression that
   can be verified by the compiler. This expression can contain anything that's
   known to the compiler, e.g. #define constants, enums, or sizeof (...). If
   the expression evaluates to 0, compilation fails.
   Because they generate no runtime code (i.e.  their use is "free"), they're
   always active, even under non-DEBUGGING builds.
   STATIC_ASSERT_DECL expands to a declaration and is suitable for use at
   file scope (outside of any function).
   STATIC_ASSERT_STMT expands to a statement and is suitable for use inside a
   function.
*/
#if (defined(static_assert) || (defined(__cplusplus) && __cplusplus >= 201103L)) && (!defined(__IBMC__) || __IBMC__ >= 1210)
/* static_assert is a macro defined in <assert.h> in C11 or a compiler
   builtin in C++11.  But IBM XL C V11 does not support _Static_assert, no
   matter what <assert.h> says.
*/
#  define STATIC_ASSERT_DECL(COND) static_assert(COND, #COND)
#else
/* We use a bit-field instead of an array because gcc accepts
   'typedef char x[n]' where n is not a compile-time constant.
   We want to enforce constantness.
*/
#  define STATIC_ASSERT_2(COND, SUFFIX) \
    typedef struct { \
        unsigned int _static_assertion_failed_##SUFFIX : (COND) ? 1 : -1; \
    } _static_assertion_failed_##SUFFIX PERL_UNUSED_DECL
#  define STATIC_ASSERT_1(COND, SUFFIX) STATIC_ASSERT_2(COND, SUFFIX)
#  define STATIC_ASSERT_DECL(COND)    STATIC_ASSERT_1(COND, __LINE__)
#endif
/* We need this wrapper even in C11 because 'case X: static_assert(...);' is an
   error (static_assert is a declaration, and only statements can have labels).
*/
#define STATIC_ASSERT_STMT(COND)      STMT_START { STATIC_ASSERT_DECL(COND); } STMT_END

Jika static_asserttersedia (dari <assert.h>), itu digunakan. Sebaliknya, jika kondisinya salah, bit-field dengan ukuran negatif dideklarasikan, yang menyebabkan kompilasi gagal.

STMT_START/ STMT_ENDadalah makro yang diperluas ke do/ while (0), masing-masing.

Karena:

1. _Static_assert() sekarang didefinisikan dalam gcc untuk semua versi C, dan
2. static_assert() didefinisikan dalam C ++ 11 dan yang lebih baru

Makro sederhana berikut untuk STATIC_ASSERT()bekerja di:

1. C ++:
   1. C ++ 11 ( g++ -std=c++11) atau yang lebih baru
2. C:
   1. gcc -std=c90
   2. gcc -std=c99
   3. gcc -std=c11
   4. gcc (tidak ada standar yang ditentukan)

Definisikan STATIC_ASSERTsebagai berikut:

/* For C++: */
#ifdef __cplusplus
    #ifndef _Static_assert
        #define _Static_assert static_assert /* `static_assert` is part of C++11 or later */
    #endif
#endif
/* Now for gcc (C) (and C++, given the define above): */
#define STATIC_ASSERT(test_for_true) _Static_assert((test_for_true), "(" #test_for_true ") failed")

Sekarang gunakan:

STATIC_ASSERT(1 > 2); // Output will look like: error: static assertion failed: "(1 > 2) failed" 

Contoh:

Diuji di Ubuntu menggunakan gcc 4.8.4:

Contoh 1:gcc keluaran yang baik (yaitu: STATIC_ASSERT()kode berfungsi, tetapi kondisinya salah, menyebabkan pernyataan waktu kompilasi):

$ gcc -Wall -o static_assert static_assert.c && ./static_assert
static_assert.c: Dalam fungsi 'main'
static_assert.c: 78: 38: kesalahan: pernyataan statis gagal: "(1> 2) gagal"
#define STATIC_ASSERT (test_for_true ) _Static_assert ((test_for_true), "(" #test_for_true ") gagal")
^
static_assert.c: 88: 5: catatan: dalam perluasan makro 'STATIC_ASSERT'
STATIC_ASSERT (1> 2);
^

Contoh 2:g++ -std=c++11 keluaran yang baik (yaitu: STATIC_ASSERT()kode berfungsi, tetapi kondisinya salah, menyebabkan pernyataan waktu kompilasi):

$ g ++ -Wall -std = c ++ 11 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert
static_assert.c: Dalam fungsi 'int main ()'
static_assert.c: 74: 32: kesalahan: pernyataan statis gagal: (1> 2) gagal
#define _Static_assert static_assert / * static_assertadalah bagian dari C ++ 11 atau lebih baru * /
^
static_assert.c: 78: 38: catatan: dalam perluasan makro '_Static_assert'
#define STATIC_ASSERT (test_for_true) _Static_assert ((test_for_true), "(" #test_for_true ") gagal")
^
static_assert.c: 88: 5: catatan: dalam perluasan makro 'STATIC_ASSERT'
STATIC_ASSERT (1> 2);
^

Contoh 3: keluaran C ++ gagal (yaitu: kode pernyataan tidak berfungsi sama sekali, karena ini menggunakan versi C ++ sebelum C ++ 11):

$ g ++ -Wall -o static_assert static_assert.c && ./static_assert
static_assert.c: 88: 5: peringatan: pengidentifikasi 'static_assert' adalah kata kunci dalam C ++ 11 [-Wc ++ 0x-compat]
STATIC_ASSERT (1> 2 );
^
static_assert.c: Dalam fungsi 'int main ()'
static_assert.c: 78: 99: error: 'static_assert' tidak dideklarasikan dalam lingkup ini
#define STATIC_ASSERT (test_for_true) _Static_assert ((test_for_true), "(" #test_for_true " ) gagal ")
^
static_assert.c: 88: 5: catatan: dalam perluasan makro 'STATIC_ASSERT'
STATIC_ASSERT (1> 2);
^

Hasil tes lengkap di sini:

/*
static_assert.c
- test static asserts in C and C++ using gcc compiler

Gabriel Staples
4 Mar. 2019 

To be posted in:
1. /programming/987684/does-gcc-have-a-built-in-compile-time-assert/987756#987756
2. /programming/3385515/static-assert-in-c/7287341#7287341

To compile & run:
  C:
    gcc -Wall -o static_assert static_assert.c && ./static_assert
    gcc -Wall -std=c90 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert
    gcc -Wall -std=c99 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert
    gcc -Wall -std=c11 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert
  C++:
    g++ -Wall -o static_assert static_assert.c && ./static_assert
    g++ -Wall -std=c++98 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert
    g++ -Wall -std=c++03 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert
    g++ -Wall -std=c++11 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert

-------------
TEST RESULTS:
-------------

1. `_Static_assert(false, "1. that was false");` works in:
  C:
    gcc -Wall -o static_assert static_assert.c && ./static_assert             YES
    gcc -Wall -std=c90 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert    YES
    gcc -Wall -std=c99 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert    YES
    gcc -Wall -std=c11 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert    YES
  C++:
    g++ -Wall -o static_assert static_assert.c && ./static_assert             NO
    g++ -Wall -std=c++98 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert  NO
    g++ -Wall -std=c++03 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert  NO
    g++ -Wall -std=c++11 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert  NO

2. `static_assert(false, "2. that was false");` works in:
  C:
    gcc -Wall -o static_assert static_assert.c && ./static_assert             NO
    gcc -Wall -std=c90 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert    NO
    gcc -Wall -std=c99 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert    NO
    gcc -Wall -std=c11 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert    NO
  C++:
    g++ -Wall -o static_assert static_assert.c && ./static_assert             NO
    g++ -Wall -std=c++98 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert  NO
    g++ -Wall -std=c++03 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert  NO
    g++ -Wall -std=c++11 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert  YES

3. `STATIC_ASSERT(1 > 2);` works in:
  C:
    gcc -Wall -o static_assert static_assert.c && ./static_assert             YES
    gcc -Wall -std=c90 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert    YES
    gcc -Wall -std=c99 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert    YES
    gcc -Wall -std=c11 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert    YES
  C++:
    g++ -Wall -o static_assert static_assert.c && ./static_assert             NO
    g++ -Wall -std=c++98 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert  NO
    g++ -Wall -std=c++03 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert  NO
    g++ -Wall -std=c++11 -o static_assert static_assert.c && ./static_assert  YES

*/

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

/* For C++: */
#ifdef __cplusplus
    #ifndef _Static_assert
        #define _Static_assert static_assert /* `static_assert` is part of C++11 or later */
    #endif
#endif
/* Now for gcc (C) (and C++, given the define above): */
#define STATIC_ASSERT(test_for_true) _Static_assert((test_for_true), "(" #test_for_true ") failed")


int main(void)
{
    printf("Hello World\n");

    /*_Static_assert(false, "1. that was false");*/
    /*static_assert(false, "2. that was false");*/

    STATIC_ASSERT(1 > 2);

    return 0;
}

Terkait:

1. Gunakan static_assert untuk memeriksa jenis yang diteruskan ke makro [jawaban saya sendiri]
   1. https://en.cppreference.com/w/cpp/types/is_same
   2. https://en.cppreference.com/w/cpp/language/decltype
2. Gunakan static_assert untuk memeriksa jenis yang diteruskan ke makro
3. Cara menggunakan pernyataan statis di C untuk memeriksa jenis parameter yang diteruskan ke makro

Bagi Anda yang menginginkan sesuatu yang sangat mendasar dan portabel tetapi tidak memiliki akses ke fitur C ++ 11, saya telah menulisnya.
Gunakan secara STATIC_ASSERTnormal (Anda dapat menulisnya dua kali dalam fungsi yang sama jika Anda mau) dan gunakan di GLOBAL_STATIC_ASSERTluar fungsi dengan frase unik sebagai parameter pertama.

#if defined(static_assert)
#   define STATIC_ASSERT static_assert
#   define GLOBAL_STATIC_ASSERT(a, b, c) static_assert(b, c)
#else
#   define STATIC_ASSERT(pred, explanation); {char assert[1/(pred)];(void)assert;}
#   define GLOBAL_STATIC_ASSERT(unique, pred, explanation); namespace ASSERTATION {char unique[1/(pred)];}
#endif

GLOBAL_STATIC_ASSERT(first, 1, "Hi");
GLOBAL_STATIC_ASSERT(second, 1, "Hi");

int main(int c, char** v) {
    (void)c; (void)v;
    STATIC_ASSERT(1 > 0, "yo");
    STATIC_ASSERT(1 > 0, "yo");
//    STATIC_ASSERT(1 > 2, "yo"); //would compile until you uncomment this one
    return 0;
}

Penjelasan:
_{Pertama, ia memeriksa apakah Anda memiliki assert yang sebenarnya, yang pasti ingin Anda gunakan jika tersedia.
Jika Anda tidak melakukannya dengan tegas dengan mendapatkan predicate Anda , dan membaginya dengan sendirinya. Ini melakukan dua hal.
Jika nol, id est, pernyataan gagal, itu akan menyebabkan kesalahan bagi dengan nol (aritmatika dipaksa karena mencoba mendeklarasikan sebuah array).
Jika bukan nol, itu menormalkan ukuran array menjadi 1. Jadi jika assertion berhasil, Anda tidak ingin itu gagal karena predikat Anda dievaluasi menjadi -1(tidak valid), atau menjadi 232442(pemborosan ruang yang sangat besar, IDK jika itu akan dioptimalkan).
Sebab , artinya Anda bisa menulisnya berkali-kali. Itu juga melemparkannya keSTATIC_ASSERT itu dibungkus dengan tanda kurung, ini membuatnya menjadi blok, yang mencakup variabelassert
void , yang merupakan cara yang dikenal untuk menghilangkan unused variableperingatan.
Karena GLOBAL_STATIC_ASSERT, alih-alih berada dalam blok kode, ia menghasilkan namespace. Namespaces diperbolehkan di luar fungsi. Sebuah uniqueidentifier diperlukan untuk menghentikan definisi bertentangan jika Anda menggunakan satu ini lebih dari sekali.}

Bekerja untuk saya di GCC dan VS'12 C ++

Ini berfungsi, dengan set opsi "hapus yang tidak digunakan". Saya dapat menggunakan satu fungsi global untuk memeriksa parameter global.

//
#ifndef __sassert_h__
#define __sassert_h__

#define _cat(x, y) x##y

#define _sassert(exp, ln) \
extern void _cat(ASSERT_WARNING_, ln)(void); \
if(!(exp)) \
{ \
    _cat(ASSERT_WARNING_, ln)(); \
}

#define sassert(exp) _sassert(exp, __LINE__)

#endif //__sassert_h__

//-----------------------------------------
static bool tab_req_set_relay(char *p_packet)
{
    sassert(TXB_TX_PKT_SIZE < 3000000);
    sassert(TXB_TX_PKT_SIZE >= 3000000);
    ...
}

//-----------------------------------------
Building target: ntank_app.elf
Invoking: Cross ARM C Linker
arm-none-eabi-gcc ...
../Sources/host_if/tab_if.c:637: undefined reference to `ASSERT_WARNING_637'
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [ntank_app.elf] Error 1
//

Ini berhasil untuk beberapa gcc lama. Maaf saya lupa versi apa itu:

#define _cat(x, y) x##y

#define _sassert(exp, ln)\
extern char _cat(SASSERT_, ln)[1]; \
extern char _cat(SASSERT_, ln)[exp ? 1 : 2]

#define sassert(exp) _sassert((exp), __LINE__)

//
sassert(1 == 2);

//
#148 declaration is incompatible with "char SASSERT_134[1]" (declared at line 134)  main.c  /test/source/controller line 134    C/C++ Problem