c - 如何在全局范围内使用 const 结构体来初始化结构体数组？

Question

我想使用类似于以下代码(但更复杂 - 这是一个简化的示例)来初始化结构体数组，但在编译过程中出现错误“表达式必须具有常量值”。

typedef struct
{
    int x;
    int y;
} windowStruct_t;

static const windowStruct_t windowStructInit =
{
    .x = 3,
    .y = 5,
};

// These get defined differently at times.  This is simplified for the example.
#define NUM_ARRAY_ELEMENTS (2)
#define REPEAT_NUM_ARRAY_ELEMENTS_TIMES(x) (x),(x)

// The following line causes the error "expression must have a constant value" twice.
windowStruct_t windowStruct[ NUM_ARRAY_ELEMENTS ] = 
    { REPEAT_NUM_ARRAY_ELEMENTS_TIMES( windowStructInit ) };

void someFunction( void )
{
    volatile int x = windowStruct[0].x;
}

void anotherFunction( void )
{
    volatile int y = windowStruct[1].y;
}

手动扩展宏并用以下内容替换导致错误的行会得到相同的结果:

windowStruct_t windowStruct[ NUM_ARRAY_ELEMENTS ] = 
    { windowStructInit, windowStructInit };

但是编译没有错误:

windowStruct_t windowStruct[ NUM_ARRAY_ELEMENTS ] =
    { { .x = 3, .y = 5 }, { .x = 3, .y = 5 } };

如果我将数组声明移到函数作用域内，它编译时不会出现错误(我忽略了 someFunction() 和 anotherFunction() 现在访问不同的数组并且它们的生命周期不同的事实):

void someFunction( void )
{
    windowStruct_t windowStruct[ NUM_ARRAY_ELEMENTS ] = 
        { REPEAT_NUM_ARRAY_ELEMENTS_TIMES( windowStructInit ) };

    volatile int x = windowStruct[0].x;
}

void anotherFunction( void )
{
    windowStruct_t windowStruct[ NUM_ARRAY_ELEMENTS ] = 
        { REPEAT_NUM_ARRAY_ELEMENTS_TIMES( windowStructInit ) };

    volatile int y = windowStruct[1].y;
}

将数组声明保留在函数作用域内，如果它们被声明为“静态”，则会返回错误消息:

void someFunction( void )
{
    static windowStruct_t windowStruct[ NUM_ARRAY_ELEMENTS ] = 
        { REPEAT_NUM_ARRAY_ELEMENTS_TIMES( windowStructInit ) };

    volatile int x = windowStruct[0].x;
}

因此，当数组被声明为自动变量(在堆栈上)时，它们可以以内存分配静态时不允许的方式进行初始化(无论是在函数范围内还是在全局范围内，其中即使没有“static”关键字，分配也是静态的)。有没有办法像原始示例一样使用 const 结构在全局范围内初始化数组？

我使用的是 C，而不是 C++。我不想使用动态内存分配。编译器是 TI 的 ARM 编译器 V16.6.0.STS，包含在 Code Composer Studio 环境中。

Answer 1

const 对象不是 C 常量。而是使用非自动存储对象所需的常量。

定义初始值设定项{ .x = 3, .y = 5 }

typedef struct windowStruct_s {
  int x;
  int y;
} windowStruct_t;

#define windowStruct_t_default_initializer { .x = 3, .y = 5 }
#define NUM_ARRAY_ELEMENTS (2)
#define REPEAT_NUM_ARRAY_ELEMENTS_TIMES(x) x, x /* no () */

windowStruct_t windowStruct[NUM_ARRAY_ELEMENTS] = {
    REPEAT_NUM_ARRAY_ELEMENTS_TIMES(windowStruct_t_default_initializer) };

int someFunction(void) {
  volatile int x = windowStruct[0].x;
  return x;
}

int anotherFunction(void) {
  volatile int y = windowStruct[1].y;
  return y;
}