C - 为结构数组创建初始化宏

Question

我想用一个宏来做到这一点：

typedef struct _TIMER_llist {
    struct _TIMER_llist *next;
    uint32_t time;
    const int id;
} TIMER_llist;
TIMER_llist _timer_llists[] =
{
    { .id = 1, .next = &_timer_llists[1] },
    { .id = 2, .next = &_timer_llists[2] },
    { .id = 3, .next = &_timer_llists[3] },
    { .id = 4, .next = &_timer_llists[4] },
    { .id = 5, .next = &_timer_llists[5] },
    { .id = 6, .next = &_timer_llists[6] },
    { .id = 7, .next = &_timer_llists[7] },
    { .id = 8, .next = &_timer_llists[8] },
    { .id = 9, .next = &_timer_llists[9] },
    { .id = 10, .next = &_timer_llists[10] },
    { .id = 11, .next = &_timer_llists[11] },
    { .id = 12, .next = &_timer_llists[12] },
    { .id = 13, .next = 0 } };
//This won't work, because const .id
TIMER_llist _timer_llists[1];
void init() {
    _timer_llists[0].id = 1;
    _timer_llists[0].next = 0;
}

与其为每个缓冲区条目写一行，不如使用

#define NUMBER_ENTRIES 13  

因为这真的很不方便，如果我想做 64 个条目左右......

不幸的是，我对 C 预处理器没有任何经验，所以我很好奇是否：

1. 有一个更好的非宏观解决方案
2. GCC 有一个简单的方法来完成这个宏操作

此外，这更像是一个理论方面，是执行速度。AfaIk 第一篇文章中的示例只是一个 memcpy（.data[？]， _timer_llists， sizeof（_timer_llists）），而编程方法至少需要一个计数器，也许是最后一个情况的 if 语句，以及函数开销（好吧，也许是内联）。另一方面，这将节省 .data 中的空间。

在这种特殊情况下，我正在使用gcc-avr，但是这个问题反复出现在我的脑海中，我希望有一个通用的方法。

Answer 1

如果你使用boost预处理器（参见n.m.的评论），你可以简单地这样做：

#include <boost/preprocessor/enum.hpp>
#include <boost/preprocessor/arithmetic/inc.hpp>
#include <boost/preprocessor/arithmetic/dec.hpp>
#define TIMER_ENTRY(_, n, data) 
   { .id = BOOST_PP_INC(n), .next = &data[BOOST_PP_INC(n)] }
#define DECL_TIMER_LLIST(NAME_, COUNT_) 
   TIMER_llist NAME_[] = 
   { 
      BOOST_PP_ENUM(BOOST_PP_DEC(COUNT_), TIMER_ENTRY, NAME_) 
      , { .id = COUNT_, .next = 0 } 
   }

BOOST_PP_ENUM几乎是您需要的一切。

BOOST_PP_INC和BOOST_PP_DEC补充特殊的开始情况（开始计数在1而不是默认0）/结束情况（最多计数n-1然后添加不同的行）。

这是一个"实时"示例。

（仅供参考，除非您在时间胶囊中找到的硬件上进行编程，否则在比较方法时，我什至不会考虑编程替代方案的开销）。

Answer 2

如果你真的需要做一个初始化而不是以编程方式做初始化，你可以用宏做的最好的事情是这样的：

#define TIMERINIT(a)      {.id = a, .next = &_timer_llists[a] },
#define END_TIMERINIT(a)  {.id = a, .next = 0 },
TIMER_llist _timer_llists[] =
{
  TIMERINIT(1)
  TIMERINIT(2)
  TIMERINIT(3)
  TIMERINIT(4)
  ...
  TIMERINIT(12)
  END_TIMERINIT(13)
};

它并不完美，但仍然比手写所有内容要好。

---

现在是程序化解决方案（这是IMO最简单，最灵活的解决方案）：

#define NUMBER_ENTRIES 13
TIMER_llist _timer_llists[NUMBER_ENTRIES];
int main()
{
  for (int i = 0; i < NUMBER_ENTRIES; i++)
  {
    _timer_llists[i].id = i + 1;
    _timer_llists[i].next = &_timer_llists[i + 1];
  }
  ...
}

对于大于大约 8 NUMBER_ENTRIES，使用此解决方案生成的代码很可能更短。

---

另一种方法是编写一个特殊的程序，通过将初始化表写入 .h 文件来生成初始化表，并将该 .h 文件包含在 .c 文件中。然后，您的构建过程应在提交之前调用该特殊程序。

Answer 3

您可以使用"X-macros"。它不一定是对硬编码所有内容的改进，但它看起来像这样：

#define TIMER_INIT_LIST 
  X(1)   
  X(2)   
  X(3)   
  X(4)   
  X(5)   
  X(6)   
  X(7)   
  X(8)   
  X(9)   
  X(10)  
  X(11)  
  X(12)  
  X(13)  
int main()
{
  TIMER_llist _timer_llists[] =
  {
    #define X(n) [n-1] = {.id = n, .next = &_timer_llists[n] },
      TIMER_INIT_LIST
    #undef X
  };
  return 0;
} 

同时，我通过使用数组索引指定的初始值设定项来改进代码，以确保数据完整性，即使 X 宏列表被修改或未排序。

宏扩展为如下所示的内容：

[0] = {.id = 1, .next = .next = &_timer_llists[1] },
[1] = {.id = 2, .next = .next = &_timer_llists[2] },
...