C - 结构内静态字符数组的 sizeof() - 不可能吗？

Question

我需要为每个数组元素存储两个项目 - 两个 char 数组，其中可能包含空字节 - 然后仍然能够使用 sizeof() 来获取它们的长度。由于这些值在执行过程中不会改变，我认为 GCC 应该能够处理这个问题。

代码如下：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

struct name_data {
    char *name;
    char *data;
} name_bins [] = {
    { "John", "\xAA\xAA\x00\xAA" },
    { "Mark", "\xFF\x0A\x00\x33\x01\x01\x03\x04\x04\x05" },
};

char bin_test[] = "\xFF\x0A\x00\x33\x01\x01\x03\x04\x04\x05";

int main () {
    printf("sizeof(bin_test) = %lu\n", sizeof(bin_test));
    printf("sizeof(name_bins[1].data) = %lu\n", sizeof(name_bins[1].data));
    exit(0);
}

该代码的输出为：

sizeof(bin_test) = 11
sizeof(name_bins[1].data) = 8

然而，bin_test 在内容上等同于 name_bins[1].data — 尽管类型定义不同 — bin_test 是一个 char[]，names_bins[1].data 是一个 char*。

有没有办法用 char[] 来定义 name_bins 数组？ 有没有办法强制 GCC 将此值识别为静态常量，并使用 sizeof() 返回实际内容大小 - 它已经在编译时计算过了？

Answer 1

不，这是不可能的。 struct 的大小是常量（任何对象 name_data 的 sizeof 始终相同）。如果可能的话，您可以拥有两个相同类型、不同大小的对象。

Answer 2

您几乎可以通过将 data 的大小存储为单独的条目来完成您想要的操作：

struct name_data {
    char  *name;
    char  *data;
    size_t data_size;
} name_bins[] = {
    {
        "John",
        "\xAA\xAA\x00\xAA",
        sizeof("\xAA\xAA\x00\xAA")
     }, {
         "Mark",
         "\xFF\x0A\x00\x33\x01\x01\x03\x04\x04\x05",
         sizeof("\xFF\x0A\x00\x33\x01\x01\x03\x04\x04\x05")
     }
};

然后：

printf("sizeof(bin_test) = %lu\n", sizeof(bin_test));
printf("sizeof(name_bins[1].data) = %lu\n", (unsigned long)name_bins[1].data_size);

然后您只需确保您的 name_bins 初始化是正确的。不过，您可以在其中添加一个宏以避免重复：

#define BIN(x,y) { (x), (y), sizeof(y) }

struct name_data {
    char  *name;
    char  *data;
    size_t data_size;
} name_bins [] = {
    BIN("John", "\xAA\xAA\x00\xAA"),
    BIN("Mark", "\xFF\x0A\x00\x33\x01\x01\x03\x04\x04\x05")
};

Answer 3

如果您稍微思考一下您要求编译器在这里做什么，您可能会意识到您所要求的并不现实。

为了让编译器确定 sizeof(name_bins[1].data) 是 11，它必须确保通向该行的每个可能路径包含 sizeof 的代码在涉及 name_bins[1].data 对象时具有完全相同的状态。

在您给出的简单示例中，您可能期望编译器能够以某种方式解决这个问题。但如果您的应用程序变得更加复杂怎么办？编译器如何知道 name_bins[1].data 仍然包含 "\xFF\x0A\x00\x33\x01\x01\x03\x04\x04\x05" ？

编辑：根据评论，您可以创建一个新类型来保存数据和大小：

typedef struct ConstByteString {
    const unsigned char* data;
    size_t length;
} ConstByteString;

然后使用它：

struct name_data {
    const char* name;
    ConstByteString data;
} name_bins [] = {
    { "John", { "\xAA\xAA\x00\xAA", sizeof("\xAA\xAA\x00\xAA") } },
    { "Mark", { "\xFF\x0A\x00\x33\x01\x01\x03\x04\x04\x05", sizeof("\xFF\x0A\x00\x33\x01\x01\x03\x04\x04\x05") } },
};