VS2005里面 _countof 的实现

最新推荐文章于 2020-08-05 22:08:59 发布

magictong

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分类专栏： C++ Win32 文章标签：编译器微软 c

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/magictong/article/details/6322084

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本文深入解析了VS2005中_countof函数的实现原理，通过对比旧版定义，详细介绍了其C++版本的模板定义方式，并解释了其背后的数组指针、数组引用及模板推导等概念。

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先看一下VS2005里面_countof的定义（在stdlib.h里面）：

/* _countof helper */

#if !defined(_countof)

#if !defined(__cplusplus)

#define _countof(_Array) (sizeof(_Array) / sizeof(_Array[0]))

#else

extern "C++"

{

template <typename _CountofType, size_t _SizeOfArray>

char (*__countof_helper(UNALIGNED _CountofType (&_Array)[_SizeOfArray]))[_SizeOfArray];

#define _countof(_Array) sizeof(*__countof_helper(_Array))

}

#endif

————————————————————华丽分割线————————————————————————

我们一步步的来对其进行解剖……

我们只看C++定义：

extern "C++"

{

template <typename _CountofType, size_t _SizeOfArray>

char (*__countof_helper(UNALIGNED _CountofType (&_Array)[_SizeOfArray]))[_SizeOfArray];

#define _countof(_Array) sizeof(*__countof_helper(_Array))

}

看得有点费力，简化一下定义如下：

template <typename T, size_t size>

char (*__countof_helper(T (&_Array)[size]))[size];

#define _countof(_Array) sizeof(*__countof_helper(_Array))

则对于

int Array[100];

_countof(Array)

这样的代码进行宏展开为：

sizeof(*__countof_helper(Array))

__countof_helper不知道是啥，先放这里。

回头再看看那个模板，先回顾几个知识点：

知识点一：数组指针

char (* pArrayPtr)[size];

那么 pArrayPtr 就是一个指向包含 size 个元素的 char 数组的指针（注意那个小括号的作用，它影响了C++语法解析的优先级，如果没有小括号那么就是定义了一个普通的数组，数组中的每个成员都是一个char*）：

再看 char (*__countof_helper( T ( &_Array)[size] ) )[size];（为了清楚，使用了颜色进行区分）

看红色和绿色的部分，显然：__countof_helper(T (&_Array)[size]) 是一个函数声明，而其他部分则是该函数的返回类型，实际上就是返回一个指针数组。

而函数 __countof_helpe 参数是 T(&_Array)[size] 。

这里又有一个知识点，T(&_Array)[size] 是一个数组引用。知识点二：数组引用，这里参数使用数组引用就会保证传入的实际数组大小（size）和参数声明的数组大小是完全一致的。

再看回 sizeof(*__countof_helper(Array))，__countof_helper(Array)看似一个函数调用，但是实际上不会调用函数，而是直接进行编译期计算（sizeof是一个关键字，它直接在编译时计算传给它的表达式的类型的大小，没有运行时语义），此处会引发编译器模板推导，会推导出（根据int Array[100]）函数原型：__countof_helper(int (&_Array)[100]) 返回值类型为：char (* pArrayPtr)[100]，则sizeof(*__countof_helper(Array))里面对char (* pArrayPtr)[100]进行解引用再取sizeof的结果就是100（因为pArrayPtr就是一个指向100个元素的char数组指针，使用*解引用操作符之后就是一个100元素的char类型的数组）！！很犀利。

有几个问题：

1、微软为什么改成这样？而不用#define _countof(_Array) (sizeof(_Array) / sizeof(_Array[0]))这种直观的方式？有一点很重要是新方法能够进行参数类型检测了，非数组类型不能再传入_countof了，而之前是无法检查的。后来在网上看了老外的一篇文章，对这种方法的好处进行了描述，见http://blog.youkuaiyun.com/magictong/archive/2011/04/17/6329485.aspx。

2、这里面涉及到哪些知识点……？数组指针，数组引用，模板？