如何在 C 中实现 Go 的 defer() 以便允许声明变量？

Question

在这个现代 C视频中，有一个技巧可以推迟代码的执行，直到块/作用域退出。它的使用方法如下：

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int main()\n{\n    int foo=0, bar;\n    const char *etc = "Some code before defer";\n\n    defer(profile_begin(), profile_end())\n    {\n        /* Some code, which will be automatically \n         * preceded by call to profile_begin() and\n         * followed by run of profile_end().*/\n         foo++;\n         bar = 1;\n    }\n\n    etc = "Some code after defer";\n    foo = bar + 1;\n}\n

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视频中的实现：

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#define macro_var_line(name) concat(name, __LINE__)\n#define defer(start,end) for( \\\n        int macro_var_line(done) = (start,0); \\\n        !macro_var_line(done); \\\n        (macro_var_line(done) += 1), end)\n

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它的实现非常简单。可能令人困惑的是macro_var_line(name)宏。其目的是通过向临时变量添加当前行号（调用 defer 的位置）来简单地确保临时变量具有唯一的“混淆”名称。

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然而问题是，无法将代码传递到声明新变量的代码片段，因为它被粘贴到使用类型（the ）start的 for() 逗号运算符中。所以这是不可能的，例如：intint macro_var_line(done) = \xe2\x80\xa6

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defer(FILE *f = fopen("log.txt","a+"), fclose(f))\n{\n    fprintf(f,"Some message, f=%p",f);\n}\n

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我想要有这样的宏，能够在start代码片段中声明新的变量。它可以通过标准 C99、C11 或者某些 GCC 扩展来实现吗？

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更新：我找到了一个利用 GCC 嵌套函数的解决方案。基本上，{ bblock }宏后面的那个defer()成为嵌套函数体。并且可以转发声明嵌套函数并从块之前调用它，即：

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#define defer(start,end) \\\n                auto void var_line(routine) (void); \\\n                start; \\\n                /* Invoke above predeclared void routine_123(void) function */ \\\n                var_line(routine)(); \\\n                end; \\\n                /* Define the nested function */ \\                    \n                void var_line(routine) (void)\n

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UPDATE2：这是一个优雅的版本：

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1. 运行第一个前导语句作为开始，最后一个作为结束代码，
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2. for()在自己的/声明空间中运行第一个语句，
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3. if(cond == 0)通过检查/块启动正确运行块。
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#define defer(...) \\\n    for (int var_line(cond) = 0; var_line(cond) == 0; ) \\\n        for (FIRST_ARG(__VA_ARGS__); var_line(cond) == 0; ) \\\n            for (SKIP_LAST_ARG(SKIP_FIRST_ARG(__VA_ARGS__)); \\\n                var_line(cond) == 0; \\\n                    var_line(cond) += 1 ) \\\n                for (int var_line(cond_int) = 0; \\\n                    var_line(cond_int) <= 1; \\\n                        var_line(cond_int) += 1 ) \\\n                    if (var_line(cond_int) == 1) \\\n                    { \\\n                        LAST_ARG(__VA_ARGS__); \\\n                    } else if (var_line(cond_int) == 0)\n

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Answer 1

正如我在评论中所表达的，我的建议是首先避免使用这样的东西。无论您的视频说了或暗示了什么，现代 C 程序员的普遍观点是应尽量减少宏的使用。类似变量的宏通常应该表示与上下文无关的常量值，而类似函数的宏通常最好实现为实际函数。这并不是说必须避免所有宏的使用，但大多数现代 C 专业人士对复杂的宏的看法很差，而您的宏defer()足够复杂以符合资格。

此外，尝试将其他语言的风格和习语导入 C 语言对自己没有任何好处。每种语言的通用习语得以建立是因为它们适用于该语言，而不是通常因为它们具有固有的内在价值。我建议你学习 C 和 C 程序员使用的习惯用法，而不是如何编写看起来像 Go 的 C 代码。

话虽如此，让我们考虑一下您的defer()宏。你写，

然而问题是无法将代码传递到声明新变量的开始片段

，但实际上限制比这更强。由于宏start在逗号表达式 ( start,0) 中使用参数，因此它本身必须是表达式。不允许任何类型的声明或完整陈述。这仅与出现在for语句控制块的第一个子句中的表达式间接相关。（这同样适用于end论证。）

还需要注意的是，如果关联语句的执行通过or语句end分支出块或通过执行不返回的函数（例如or ）而终止，则宏扩展为无法计算表达式的代码。此外，与 Go 不同的是，表达式在提供的语句之后进行完整计算——之前没有计算任何部分，这可能会让 Go 程序员感到惊讶。这些也是下面介绍的选项的特征。returngotoexit()longjmp()deferend

如果您只想传递start和end作为宏参数，并且希望允许声明出现在 中start，那么您可以这样做：

// Option 1
#define defer(start,end) start; for( \
        int macro_var_line(done) = 0; \
        !done; \
        (macro_var_line(done) += 1), (end))

这会start移出for宏替换文本中的语句，移动到可能出现任意 C 代码的位置。但请注意，任何变量声明的作用域都将限定在最里面的包含块。

如果您想限制声明的范围，那么还有这种替代方案及其变体，我发现它比原来的更简单：

// Option 2
#define defer(start, end, body) { start; body end; }

你可以像这样使用它：

defer(FILE *f = fopen("log.txt","a+"), fclose(f), // argument list continues ...
    fprintf(f,"Some message, f=%p",f);
);

这在某种程度上适合您的特定示例，因为它假设主体作为零个或多个完整语句的序列给出（可以包括块、流控制语句等）。正如您所看到的，它还要求主体作为宏参数传递，而不是出现在宏调用之后，但我认为这是一个优点，因为它有助于识别延迟代码的启动点。