C/C++在 char 数组上切换大小写

Question

我有几个数据结构，每个数据结构都有一个 4 字节的字段。

由于在我的平台上 4 个字节等于 1 int，我想在 case 标签中使用它们：

switch (* ((int*) &structure->id)) {
   case (* ((int*) "sqrt")): printf("its a sqrt!"); break;
   case (* ((int*) "log2")): printf("its a log2!"); break;
   case (((int) 'A')<<8 + (int) 'B'): printf("works somehow, but unreadable"); break;
   default: printf("unknown id");
}

这会导致编译错误，告诉我 case 表达式不会简化为int。

我如何使用有限大小的字符数组，并将它们转换为数字类型以在 switch/case 中使用？

Answer 1

遵循使用 FourCC 代码进行视频编码的确切方法：

在 C++ 中设置 FourCC 值

#define FOURCC(a,b,c,d) ( (uint32) (((d)<<24) | ((c)<<16) | ((b)<<8) | (a)) )

对每个标识符使用枚举类型或宏可能是个好主意：

enum {
    ID_SQRT = FOURCC( 's', 'q', 'r', 't'),
    ID_LOG2 = FOURCC( 'l', 'o', 'g', '2')
};

int structure_id = FOURCC( structure->id[0], 
                           structure->id[1],
                           structure->id[2],
                           structure->id[3] );
switch (structure_id) {
case ID_SQRT: ...
case ID_LOG2: ...
}

Answer 2

免责声明：除娱乐或学习目的外，请勿使用此功能。对于严肃的代码，请使用常见的习惯用法，在一般情况下永远不要依赖编译器的特定行为；如果无论如何这样做，不兼容的平台应该触发编译时错误或使用良好的通用代码。

---

似乎该标准允许根据语法使用多字符字符常量。尚未检查以下内容是否真的合法。

~/$ cat main.cc

#include <iostream>

#ifdef I_AM_CERTAIN_THAT_MY_PLATFORM_SUPPORTS_THIS_CRAP
int main () {
    const char *foo = "fooo";
    switch ((foo[0]<<24) | (foo[1]<<16) | (foo[2]<<8) | (foo[3]<<0)) {
    case 'fooo': std::cout << "fooo!\n";  break;
    default:     std::cout << "bwaah!\n"; break;
    };
}
#else
#error oh oh oh
#endif

~/$ g++ -Wall -Wextra main.cc  &&  ./a.out
main.cc:5:10: warning: multi-character character constant
fooo!

编辑：哦，看，语法摘录正下方有 2.13.2 字符文字，项目符号 1：

[...] 包含多个 c 字符的普通字符文字是多字符文字。多性格——
ter 文字具有 int 类型和实现定义的值。

但在第二个项目符号中：

[...] 包含多个 c 字符的宽字符文字的值是实现定义的。

所以要小心。

Answer 3

我认为这里的问题是在 C 中，switch 语句中的每个 case 标签必须是整数常量表达式。来自 C ISO 规范，§6.8.4.2/3：

每个 case 标签的表达式应为整数常量表达式 [...]

（我的重点）

C 规范然后将“整数常量表达式”定义为常量表达式，其中 (§6.6/6) ：

整数常量表达式）应具有整数类型并且仅具有操作数
即整型常量、枚举常量、字符常量、sizeof
结果为整数常量的表达式和浮点常量
强制转换的直接操作数。 整型常量表达式中的强制转换运算符只能
将算术类型转换为整数类型，但作为 sizeof 操作数的一部分除外
运算符。

（我再次强调）。这表明您不能在 case 语句中将字符文字（指针）强制转换为整数，因为整数常量表达式中不允许进行该强制转换。

直观上，其原因可能是在某些实现上，在链接之前不一定指定生成的可执行文件中字符串的实际位置。因此，如果标签依赖于间接依赖于这些字符串地址的常量表达式，编译器可能无法为 switch 语句发出非常好的代码，因为它可能会错过编译跳转的机会例如，表格。这只是一个示例，但规范中更严格的语言明确禁止您执行上述操作。

希望这有帮助！

Answer 4

问题是 switch 的 case 分支需要一个常量值。特别是，在编译时已知的常量。字符串的地址在编译时是未知的 - 链接器知道地址，但甚至不知道最终地址。我认为最终的、重新定位的地址仅在运行时可用。

您可以将问题简化为

void f() {
    int x[*(int*)"x"];
}

这会产生相同的错误，因为 "x" 文字的地址在编译时未知。这与 例如 不同

void f() {
    int x[sizeof("x")];
}

，因为编译器知道指针的大小（32 位版本中为 4 个字节）。

现在，如何解决您的问题？我想到了两件事：

1. 不要将 id 字段设为字符串，而是将其设为整数，然后在 case 语句中使用常量列表。

2. 我怀疑您需要在多个地方执行这样的 switch 操作，因此我的另一个建议是：首先不要使用 switch根据结构的类型执行代码。相反，该结构可以提供一个函数指针，可以调用该函数指针来执行正确的 printf 调用。创建结构体时，函数指针被设置为正确的函数。

这是说明第二个想法的代码草图：

struct MyStructure {
   const char *id;
   void (*printType)(struct MyStructure *, void);
   void (*doThat)(struct MyStructure *, int arg, int arg);
   /* ... */
};

static void printSqrtType( struct MyStructure * ) {
   printf( "its a sqrt\n" );
}

static void printLog2Type( struct MyStructure * ) {
   printf( "its a log2\n" );
}

static void printLog2Type( struct MyStructure * ) {
   printf( "works somehow, but unreadable\n" );
}

/* Initializes the function pointers in the structure depending on the id. */
void setupVTable( struct MyStructure *s ) {
  if ( !strcmp( s->id, "sqrt" ) ) {
    s->printType = printSqrtType;
  } else if ( !strcmp( s->id, "log2" ) ) {
    s->printType = printLog2Type;
  } else {
    s->printType = printUnreadableType;
  }
}

有了这个，您的原始代码就可以做到：

void f( struct MyStruct *s ) {
    s->printType( s );
}

这样，您可以将类型检查集中在一个位置，而不是用大量 switch 使代码变得混乱声明。

Answer 5

由于对齐的原因，这尤其危险：在许多体系结构上，int 是 4 字节对齐的，但字符数组不是。例如，在 sparc 上，即使此代码可以编译（但不能编译，因为直到链接时才知道字符串地址），它也会立即引发 SIGBUS。

Answer 6

我刚刚结束使用这个宏，类似于问题或 phresnels 答案中的情况 #3。

#define CHAR4_TO_INT32(a, b, c, d) ((((int32_t)a)<<24)+ (((int32_t)b)<<16) + (((int32_t)c)<<8)+ (((int32_t)d)<<0)) 

switch (* ((int*) &structure->id)) {
   case (CHAR4_TO_INT32('S','Q','R','T')): printf("its a sqrt!"); break;
}

Answer 7

这比 C++ 更像 C。

联合 int_char4 { int_32 x; char[4] y;}

联合体声明、定义其成员从同一地址开始，本质上为同一组字节提供不同的类型。

int_char4 ic4；
ic4.x 是一个 int，ic4.y 是一个指向 char 数组第一个字节的指针。

既然你想学习，实施就取决于你了。