Tại sao C không cho phép nối các chuỗi khi sử dụng toán tử điều kiện?

Mã sau đây biên dịch mà không gặp sự cố:

int main() {
    printf("Hi" "Bye");
}

Tuy nhiên, điều này không biên dịch:

int main() {
    int test = 0;
    printf("Hi" (test ? "Bye" : "Goodbye"));
}

lý do cho điều đó là gì?

Theo Tiêu chuẩn C (5.1.1.2 Các giai đoạn dịch)

1 Mức độ ưu tiên trong số các quy tắc cú pháp của bản dịch được quy định bởi các giai đoạn sau. 6)

6. Các mã thông báo theo chuỗi liền kề được nối với nhau.

Và chỉ sau đó

7. Các ký tự khoảng trắng phân tách mã thông báo không còn quan trọng nữa. Mỗi mã thông báo tiền xử lý được chuyển đổi thành mã thông báo. Các mã thông báo kết quả được phân tích cú pháp và ngữ nghĩa và được dịch như một đơn vị dịch .

Trong công trình này

"Hi" (test ? "Bye" : "Goodbye")

không có mã thông báo chuỗi ký tự liền kề. Vì vậy việc xây dựng này là không hợp lệ.

Theo tiêu chuẩn C11, chương §5.1.1.2, nối các ký tự chuỗi liền kề:

Các mã thông báo theo chuỗi liền kề được nối với nhau.

xảy ra trong giai đoạn dịch mã . Mặt khác:

printf("Hi" (test ? "Bye" : "Goodbye"));

liên quan đến toán tử điều kiện, được đánh giá tại thời điểm chạy . Vì vậy, tại thời điểm biên dịch, trong giai đoạn dịch, không có các ký tự chuỗi liền kề nào hiện diện, do đó việc nối không thể thực hiện được. Cú pháp không hợp lệ và do đó trình biên dịch của bạn báo cáo.

Để giải thích một chút về phần lý do , trong giai đoạn tiền xử lý, các ký tự chuỗi liền kề được nối và biểu diễn dưới dạng một ký tự chuỗi đơn (mã thông báo). Bộ nhớ được phân bổ tương ứng và chuỗi ký tự nối được coi là một thực thể duy nhất (một chuỗi ký tự).

Mặt khác, trong trường hợp nối thời gian chạy, đích phải có đủ bộ nhớ để chứa chuỗi được nối theo nghĩa đen , nếu không sẽ không có cách nào có thể truy cập đầu ra nối được mong đợi . Bây giờ, trong trường hợp chuỗi ký tự , chúng đã được cấp phát bộ nhớ tại thời điểm biên dịch và không thể mở rộng để phù hợp với bất kỳ đầu vào nào nữa vào hoặc nối vào nội dung gốc. Nói cách khác, sẽ không có cách nào mà kết quả được nối có thể được truy cập (trình bày) dưới dạng một chuỗi ký tự đơn . Vì vậy, cấu trúc này vốn không chính xác.

Chỉ FYI, đối với nối chuỗi thời gian chạy ( không phải theo nghĩa đen ), chúng ta có hàm thư viện strcat()nối hai chuỗi . Lưu ý, mô tả đề cập đến:

char *strcat(char * restrict s1,const char * restrict s2);

Các strcat()chức năng gắn thêm một bản sao của chuỗi được trỏ đến bởi s2(bao gồm các ký tự null chấm dứt) để cuối cùng của chuỗi được trỏ đến bởis1 . Ký tự ban đầu của sẽ s2ghi đè lên ký tự null ở cuối s1. [...]

Vì vậy, chúng ta có thể thấy, chuỗis1 là một chuỗi , không phải là một chuỗi theo nghĩa đen . Tuy nhiên, vì nội dung của s2không bị thay đổi theo bất kỳ cách nào nên nó rất có thể là một chuỗi ký tự .

Việc nối theo chuỗi ký tự được thực hiện bởi bộ tiền xử lý tại thời điểm biên dịch. Không có cách nào để nối này nhận thức được giá trị của test, giá trị này không được biết cho đến khi chương trình thực sự thực thi. Do đó, các ký tự chuỗi này không thể được nối với nhau.

Bởi vì trường hợp chung là bạn sẽ không có cấu trúc như thế này cho các giá trị đã biết tại thời điểm biên dịch, tiêu chuẩn C được thiết kế để hạn chế tính năng tự động ghép nối trong trường hợp cơ bản nhất: khi các ký tự nằm ngay bên cạnh nhau .

Nhưng ngay cả khi nó không từ hạn chế này theo cách đó, hoặc nếu hạn chế được xây dựng khác, ví dụ của bạn vẫn sẽ không thể nhận ra nếu không thực hiện nối ghép thành một quá trình thời gian chạy. Và, để làm được điều đó, chúng tôi có các chức năng thư viện như strcat.

Vì C không có stringloại. Các ký tự chuỗi được biên dịch thành charmảng, được tham chiếu bởi một char*con trỏ.

C cho phép các ký tự liền kề được kết hợp tại thời điểm biên dịch , như trong ví dụ đầu tiên của bạn. Bản thân trình biên dịch C có một số kiến ​​thức về chuỗi. Nhưng thông tin này không có trong thời gian chạy, và do đó việc nối không thể xảy ra.

Trong quá trình biên dịch, ví dụ đầu tiên của bạn được "dịch" thành:

int main() {
    static const char char_ptr_1[] = {'H', 'i', 'B', 'y', 'e', '\0'};
    printf(char_ptr_1);
}

Lưu ý cách hai chuỗi được trình biên dịch kết hợp thành một mảng tĩnh trước khi chương trình thực thi.

Tuy nhiên, ví dụ thứ hai của bạn được "dịch" thành một cái gì đó như thế này:

int main() {
    static const char char_ptr_1[] = {'H', 'i', '\0'};
    static const char char_ptr_2[] = {'B', 'y', 'e', '\0'};
    static const char char_ptr_3[] = {'G', 'o', 'o', 'd', 'b', 'y', 'e', '\0'};
    int test = 0;
    printf(char_ptr_1 (test ? char_ptr_2 : char_ptr_3));
}

Cần phải rõ ràng tại sao điều này không biên dịch. Toán tử bậc ba ?được đánh giá trong thời gian chạy, không phải thời gian biên dịch, khi các "chuỗi" không còn tồn tại như vậy nữa, mà chỉ là charcác mảng đơn giản , được tham chiếu bởi char*con trỏ. Không giống như các ký tự chuỗi liền kề , các con trỏ ký tự liền kề chỉ đơn giản là một lỗi cú pháp.

Nếu bạn thực sự muốn có cả hai nhánh tạo ra các hằng số chuỗi thời gian biên dịch để được chọn trong thời gian chạy, bạn sẽ cần một macro.

#include <stdio.h>
#define ccat(s, t, a, b) ((t)?(s a):(s b))

int
main ( int argc, char **argv){
  printf("%s\n", ccat("hello ", argc > 2 , "y'all", "you"));
  return 0;
}

lý do cho điều đó là gì?

Mã của bạn sử dụng toán tử bậc ba chọn có điều kiện giữa hai ký tự chuỗi. Bất kể điều kiện đã biết hay chưa biết, điều này không thể được đánh giá tại thời điểm biên dịch, vì vậy nó không thể biên dịch. Ngay cả câu lệnh này printf("Hi" (1 ? "Bye" : "Goodbye"));cũng không được biên dịch. Lý do được giải thích sâu trong các câu trả lời ở trên. Một khả năng làm như vậy một tuyên bố sử dụng nhà điều hành ternary hợp lệ để biên dịch , cũng sẽ bao gồm một thẻ định dạng và kết quả của báo cáo kết quả điều hành ternary định dạng như đối số bổ sung để printf. Ngay cả khi đó, printf()bản in sẽ tạo ấn tượng về việc "đã nối" các chuỗi đó chỉ tại và sớm nhất là thời gian chạy .

#include <stdio.h>

int main() {
    int test = 0;
    printf("Hi %s\n", (test ? "Bye" : "Goodbye")); //specify format and print as result
}

Trong printf("Hi" "Bye");bạn có hai mảng char liên tiếp mà trình biên dịch có thể tạo thành một mảng duy nhất.

Trong printf("Hi" (test ? "Bye" : "Goodbye"));bạn có một mảng được theo sau bởi một con trỏ tới char (một mảng được chuyển đổi thành một con trỏ đến phần tử đầu tiên của nó). Trình biên dịch không thể hợp nhất một mảng và một con trỏ.

Để trả lời câu hỏi - tôi sẽ đi đến định nghĩa của printf. Hàm printf mong đợi const char * là đối số. Bất kỳ ký tự chuỗi nào chẳng hạn như "Hi" là một const char *; tuy nhiên, một biểu thức như (test)? "str1" : "str2"KHÔNG phải là const char * vì kết quả của biểu thức đó chỉ được tìm thấy tại thời điểm chạy và do đó không xác định được tại thời điểm biên dịch, một thực tế khiến trình biên dịch phàn nàn. Mặt khác - điều này hoạt động hoàn toàn tốtprintf("hi %s", test? "yes":"no")

Điều này không biên dịch vì danh sách tham số cho hàm printf là

(const char *format, ...)

và

("Hi" (test ? "Bye" : "Goodbye"))

không phù hợp với danh sách tham số.

gcc cố gắng hiểu nó bằng cách tưởng tượng

(test ? "Bye" : "Goodbye")

là một danh sách tham số và phàn nàn rằng "Hi" không phải là một hàm.