C语言 获取给定成员定义地址的成员定义名称?

Question

给定结构体成员变量的地址，是否可以获取成员变量的名称并将其存储在字符指针中？

#include <stdio.h>
struct struct_name{
char char_1;
char char_2;
};
int main(){
struct custom_struct struct_name;
char *member_name = NULL;
member_name = getName( struct_name + 1); // member_name = "char_2"
return 0;
}

Answer 1

AFAIK C 本身不支持反射。

所以如果你真的想要它，你需要自己做。您可以做到这一点的一种方式(此解决方案的可接受程度取决于您)是通过预处理器。

使用全局变量

这里的主要思想是每个结构都有关联的 2 个全局常量：一个指定结构的字段数(我们不需要它，但如果你想遍历所有字段名称，这可能很有用)和一个表示字段名称的数组。要自动执行此操作，您需要牺牲定义结构的方式。

这里的解决方案有点依赖于 GCC(我们将使用##变体)，但它应该很容易移植。

我还使用 P99 项目来帮助我更轻松地执行宏处理。

起点是如何定义结构：

//variadic a comma separated list of field type and field name
//example: DEFINE_STRUCT(foo, char, char_1, char char_2)
#define DEFINE_STRUCT(structName, ...) 
static const int P99_PASTE(_, structName, _, fieldCount) = P99_DIV(P99_NARG(__VA_ARGS__), 2); 
static const char* P99_PASTE(_, structName, _, fieldNames)[] = { _GENERATE_FIELDS_NAME(structName, __VA_ARGS__) }; 

struct structName { 
_GENERATE_STRUCT_FIELDS(structName, __VA_ARGS__); 
}

基本上，在调用DEFINE_STRUCT时，我们将生成 2 个全局(静态)常量。在示例中，它们将被称为_struct_name_fieldCount和_struct_name_fieldNames.静态并不是真正必要的，如果你想在翻译单元之外查询反射，这可能会很糟糕。

第一个常数很容易生成。 至于第二个常量，我们需要遍历"类型字段 - 类型名称"对：

#define _METADATA_REDUCE(NAME, I, REC, RES) REC, RES
#define _METADATA_MAP(context, length, type, value) #value
#define _GENERATE_FIELDS_NAME(structName, ...) FOR_PAIR(, _METADATA_REDUCE, _METADATA_MAP, ## __VA_ARGS__)

FOR_PAIR宏是我们需要定义的宏：可悲的是，P99 只允许你一个接一个地循环可变参数。但是我们需要以 2 步长循环讨论可变参数。所以我们定义了这样的宏(例如，我最多允许 5 个字段，但这个限制可以很容易地更新购买添加更多宏定义)：

#define FOR_PAIR(CONTEXT, OP, FUNC, ...) P99_PASTE2(_BASE_FOR_PAIR_, P99_NARG(__VA_ARGS__))(CONTEXT, OP, FUNC, ## __VA_ARGS__)
#define _BASE_FOR_PAIR_2(CONTEXT, OP, FUNC, value1, value2) FUNC(CONTEXT, 1, value1, value2)
#define _BASE_FOR_PAIR_4(CONTEXT, OP, FUNC, value1, value2, ...) OP(CONTEXT, 1, FUNC(CONTEXT, 2, value1, value2), _BASE_FOR_PAIR_2(CONTEXT, OP, FUNC, ## __VA_ARGS__))
#define _BASE_FOR_PAIR_6(CONTEXT, OP, FUNC, value1, value2, ...) OP(CONTEXT, 2, FUNC(CONTEXT, 3, value1, value2), _BASE_FOR_PAIR_4(CONTEXT, OP, FUNC, ## __VA_ARGS__))
#define _BASE_FOR_PAIR_8(CONTEXT, OP, FUNC, value1, value2, ...) OP(CONTEXT, 3, FUNC(CONTEXT, 4, value1, value2), _BASE_FOR_PAIR_6(CONTEXT, OP, FUNC, ## __VA_ARGS__))
#define _BASE_FOR_PAIR_10(CONTEXT, OP, FUNC, value1, value2, ...) OP(CONTEXT, 4, FUNC(CONTEXT, 5, value1, value2), _BASE_FOR_PAIR_8(CONTEXT, OP, FUNC, ## __VA_ARGS__))

_GENERATE_FIELDS_NAME的可变参数像往常一样是"类型字段-类型名称"对。在示例中，它将生成"char_1"、"char_2"。最后，通过_GENERATE_STRUCT_FIELDS我们生成结构的实际主体(我们再次使用FOR_PAIR)：

#define _STRUCT_REDUCE(NAME, I, REC, RES) REC; RES
#define _STRUCT_MAP(context, length, type, value) type value
#define _GENERATE_STRUCT_FIELDS(structName, ...) FOR_PAIR(, _STRUCT_REDUCE, _STRUCT_MAP, ## __VA_ARGS__)

在示例中，它将生成char char_1; char char_2。 最后，宏GET_FIELD_NAME允许我们查询 2 个静态常量。 我们只需回避数组 constat_struct_name_fieldsName并访问一个单元格值：

#define GET_FIELD_NAME(structName, id) P99_PASTE(_, structName, _, fieldNames)[id]

在测试的完整示例之后：

#define FOR_PAIR(CONTEXT, OP, FUNC, ...) P99_PASTE2(_BASE_FOR_PAIR_, P99_NARG(__VA_ARGS__))(CONTEXT, OP, FUNC, ## __VA_ARGS__)
#define _BASE_FOR_PAIR_2(CONTEXT, OP, FUNC, value1, value2) FUNC(CONTEXT, 1, value1, value2)
#define _BASE_FOR_PAIR_4(CONTEXT, OP, FUNC, value1, value2, ...) OP(CONTEXT, 1, FUNC(CONTEXT, 2, value1, value2), _BASE_FOR_PAIR_2(CONTEXT, OP, FUNC, ## __VA_ARGS__))
#define _BASE_FOR_PAIR_6(CONTEXT, OP, FUNC, value1, value2, ...) OP(CONTEXT, 2, FUNC(CONTEXT, 3, value1, value2), _BASE_FOR_PAIR_4(CONTEXT, OP, FUNC, ## __VA_ARGS__))
#define _BASE_FOR_PAIR_8(CONTEXT, OP, FUNC, value1, value2, ...) OP(CONTEXT, 3, FUNC(CONTEXT, 4, value1, value2), _BASE_FOR_PAIR_6(CONTEXT, OP, FUNC, ## __VA_ARGS__))
#define _BASE_FOR_PAIR_10(CONTEXT, OP, FUNC, value1, value2, ...) OP(CONTEXT, 4, FUNC(CONTEXT, 5, value1, value2), _BASE_FOR_PAIR_8(CONTEXT, OP, FUNC, ## __VA_ARGS__))
#define _METADATA_REDUCE(NAME, I, REC, RES) REC, RES
#define _METADATA_MAP(context, length, type, value) #value
#define _GENERATE_FIELDS_NAME(structName, ...) FOR_PAIR(, _METADATA_REDUCE, _METADATA_MAP, ## __VA_ARGS__)
#define _STRUCT_REDUCE(NAME, I, REC, RES) REC; RES
#define _STRUCT_MAP(context, length, type, value) type value
#define _GENERATE_STRUCT_FIELDS(structName, ...) FOR_PAIR(, _STRUCT_REDUCE, _STRUCT_MAP, ## __VA_ARGS__)
#define DEFINE_STRUCT(structName, ...) 
static const int P99_PASTE(_, structName, _, fieldCount) = P99_DIV(P99_NARG(__VA_ARGS__), 2); 
static const char* P99_PASTE(_, structName, _, fieldNames)[] = { _GENERATE_FIELDS_NAME(structName, __VA_ARGS__) }; 

struct structName { 
_GENERATE_STRUCT_FIELDS(structName, __VA_ARGS__); 
}
#define GET_FIELD_NAME(structName, id) P99_PASTE(_, structName, _, fieldNames)[id]
DEFINE_STRUCT(struct_name, char, char_1, char, char_2);
void main(){
struct struct_name struct_name;
const char* member_name = NULL;
member_name = GET_FIELD_NAME(struct_name, 1); // member_name = "char_2"
printf("second member name is %sn", member_name);
}

缺点

反射是通过交易数据空间和污染全局范围来获得的。这可能对你不利。 解决方案可能是生成宏而不是常量;然而，这还有其他几个缺点，一个是更强烈地使用 GCC 扩展(特别是其他宏中宏的定义)。