いきちがいのぷろぐらむあ - PG雑記/assert系マクロ関係のメモ

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** static_assert

c/c++の次の標準規格(c1x, c++0x)では、

 static_assert(定数(条件)式, "エラー時のメッセージ")

という感じで、コンパイル時に、定数式が真(非0)であるかをチェックし、
偽(0)だったら、エラーメッセージを表示する、という機能が追加される.
例えば (試してないのでたぶん)

　static_assert(sizeof(int) == 4, "intが4バイトでない");


static_assert はコンパイラ自身への追加機能で実現されるが、
エラーメッセージ出力無しならば、現行の c/c++でも似たような処理を用意できる.
→定数式の結果が0のときに、コンパイルエラーになるような文を作ればいい.~
たとえば

 #define STATIC_ASSERT(x)  typedef char static_assert_check[ (x) ? 1 : -1 ]

のようにすれば、定数式 xの結果が真ならば static_assert_check という名のchar[1] の型がつくられokだが、偽だとchar[-1]でコンパイルエラーになる.~
typedef を記述できる箇所ならば、関数の内外で記述できる.
>※ typedefでなく例えば structでメンバーに配列を持つのでもできるが、typedefのほうが単純で楽だろう.~
※ コンパイラがどの規格に沿っているか……配列の添え字は、古いものだと0は NG だが gcc拡張やc99以降 0 は OK のため、NG として -1 を選んでいる. ~
※ Cの場合でも配列添え字[0]がokなら、struct中での記述を可能にできたりする模様([[こちら>http://www.kijineko.co.jp/node/709]]を参照)


さて c++ (および c でも同様な拡張をしているコンパイラ) なら typedef は同じ内容なら複数回定義できるが、c の場合は 名前(static_assert_check)が衝突してしまう。
なので名前の衝突回避としてマクロの連結機能## と 行番号 _&color(#0){_LINE_};_ を用いてその都度適当に新しい名前を生成することにする。

''ダメ''な例を先に出すと

　#define STATIC_ASSERT(x)   typedef char static_assert_##_&color(#0){_LINE_};_[ (x) ? 1 : -1 ]

は static_assert__&color(#0){_LINE_};_ というふうに先に連結##が機能して固定の名になってしまい意味なし。
いつマクロ(名) が展開されるかが問題で、連結##より先に _&color(#0){_LINE_};_ が展開されるようにするには''マクロ引数''の展開を利用する。~
以下のような連結マクロを用意。
 #define M_CAT(a,b)	M_CAT_2(a,b)
 #define M_CAT_2(a,b)	M_CAT_3(a##b)
 #define M_CAT_3(x)	x

実はこのへんコンパイラごとに微妙に非互換があり、M_CAT_3が不要なコンパイラも多いけれど vc だと必要。
// おそらくISO C99 準拠ならば M_CAT_3 は不要だけれど、(c99非準の) vc では必要。
（また、これではダメなコンパイラもあるようだけど、手持ちにないので未考慮。具体的には boost/preprocessor 等を参照のこと）

これを用いて
 #define STATIC_ASSERT(x)   typedef char M_CAT(static_assert_,__LINE__)[ (x) ? 1 : -1 ]

のようになる。~
　行番号を用いているため、もちろん、直に同じ行に書くと衝突するし、別ヘッダでたまたま同じ行だったとしても衝突するが、
実使用上はそうそうぶつからないだろうでよしとしとく（ぶつかったら、適当に改行いれて行をづらす、と）。~
vc や gcc では _&color(#0){_COUNTER_};_ という使われる都度 値をカウントアップする特殊なマクロ名があるので、この手のものがあるコンパイラならば _&color(#0){_LINE_};_ のかわりに使うのも手。


C++の場合は (エラーメッセージを多少わかりやすくできたりするので) template を用いた実装のほうがよいかもしれない。
そのへんは BOOST_STATIC_ASSERT とか諸々あるので、それらを使うなり参考にするなり。

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