我的代码如何区分编译时常量和变量？

Question

这是我的问题。我有一个 BINARY_FLAG 宏：

#define BINARY_FLAG( n ) ( static_cast<DWORD>( 1 << ( n ) ) )

可以像这样使用（“常量”场景）：

static const SomeConstant = BINARY_FLAG( 5 );

或像这样（“变量”场景）：

for( int i = 0; i < 10; i++ ) {
    DWORD flag = BINARY_FLAG( i );
    // do something with the value
}

这个宏根本不是万无一失的 - 人们可以通过 -1 或 34 那里最多会出现警告，但行为将是未定义的。我想让它更加万无一失。

对于常量场景，我可以使用模板：

template<int Shift> class BinaryFlag {
staticAssert( 0 <= Shift && Shift < sizeof( DWORD) * CHAR_BIT );
public:
static const DWORD FlagValue = static_cast<DWORD>( 1 << Shift );
};
#define BINARY_FLAG( n ) CBinaryFlag<n>::FlagValue

但这不适用于“变量”场景 - 我需要一个运行时断言：

inline DWORD ProduceBinaryFlag( int shift )
{
    assert( 0 <= shift && shift < sizeof( DWORD) * CHAR_BIT );
    return static_cast<DWORD>( 1 << shift );
}
#define BINARY_FLAG( n ) ProduceBinaryFlag(n)

后者很好，但没有编译时检查。当然，我希望尽可能进行编译时检查，否则进行运行时检查。在任何时候，我都希望运行时开销尽可能小，因此当可以进行编译时检查时，我不希望进行函数调用（可能不会被内联）。

我看到这个问题，但看起来并不是同一个问题。

是否有某种构造允许在两者之间进行交替，具体取决于作为标志号传递的表达式是编译时常量还是变量？

Answer 1

这比你想象的要简单:)

让我们看看：

#include <cassert>

static inline int FLAG(int n) {
    assert(n>=0 && n<32);
    return 1<<n;
}

int test1(int n) {
    return FLAG(n);
}
int test2() {
    return FLAG(5);
}

我没有使用 MSVC，但我用 Mingw GCC 4.5 编译：

g++ -c -S -O3 08042.cpp

第一个方法的结果代码如下所示：

__Z5test1i:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    subl    $24, %esp
    movl    8(%ebp), %ecx
    cmpl    $31, %ecx
    ja  L4
    movl    $1, %eax
    sall    %cl, %eax
    leave
    ret
L4:
    movl    $4, 8(%esp)
    movl    $LC0, 4(%esp)
    movl    $LC1, (%esp)
    call    __assert
    .p2align 2,,3

第二个：

__Z5test2v:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    movl    $32, %eax
    leave
    ret

看到了吗？编译器足够聪明，可以为你做这件事。不需要宏，不需要元编程，不需要 C++0x。就这么简单。

检查 MSVC 是否做同样的事情...但是看 - 编译器计算常量表达式并删除未使用的条件分支真的很容易。如果您想确定，请检查它...但一般情况下- 相信你的工具。

Answer 2

不可能将参数传递给宏或函数并确定它是编译时常量还是变量。

最好的方法是使用编译时代码#define BINARY_FLAG(n)并将该宏放置在各处，然后进行编译。您将在 n 运行时的地方收到编译器错误。现在，您可以将这些宏替换为运行时宏 BINARY_FLAG_RUNTIME(n)。这是唯一可行的办法。

Answer 3

我建议你使用两个宏。
BINARY_FLAG
CONST_BINARY_FLAG
这将使您的代码更容易被其他人掌握。在撰写本文时，您确实知道它是否是 const。
而且我在任何情况下都不会担心运行时开销。你的优化器，至少在 VS 中，会为你解决这个问题。