在C++中使用reinterpret強制擴展嵌套宏

Question

我偶然發現了下面的代碼，並且發現它理解嵌套宏和類型強制轉換很複雜。

而且當我試圖編譯代碼，我遇到了一個錯誤

將需要下面的代碼的explanantion。

爲什麼BEGIN_STATE_MAP和END_STATE_MAP設置爲Motor.h標籤，這的確是新的我提前

感謝

Motor.h

// the Motor state machine class 
class Motor : public StateMachine 
{ 
public: 
    Motor() : StateMachine(ST_MAX_STATES) {} 

    // external events taken by this state machine 
    void Halt(); 
    void SetSpeed(MotorData*); 
private: 
    // state machine state functions 
    void ST_Idle(); 
    void ST_Stop(); 
    void ST_Start(MotorData*); 
    void ST_ChangeSpeed(MotorData*); 

    // state map to define state function order 
    BEGIN_STATE_MAP 
     STATE_MAP_ENTRY(ST_Idle) 
     STATE_MAP_ENTRY(ST_Stop) 
     STATE_MAP_ENTRY(ST_Start) 
     STATE_MAP_ENTRY(ST_ChangeSpeed) 
    END_STATE_MAP 

    // state enumeration order must match the order of state 
    // method entries in the state map 
    enum E_States { 
     ST_IDLE = 0, 
     ST_STOP, 
     ST_START, 
     ST_CHANGE_SPEED, 
     ST_MAX_STATES 
    }; 
}; 
#endif //MOTOR_H 

什麼BEGIN_STATE_MAP和END_STATE_MAP，這定義我發現我真的很新， BEGIN_STATE_MAP和END_STATE_MAP是在下面的頭文件中定義的宏。

StateMachine.h

#ifndef STATE_MACHINE_H 
#define STATE_MACHINE_H 
#include <stdio.h> 
#include "EventData.h" 

struct StateStruct; 

// base class for state machines 
class StateMachine 
{ 
public: 
    StateMachine(int maxStates); 
    virtual ~StateMachine() {} 
protected: 
    enum { EVENT_IGNORED = 0xFE, CANNOT_HAPPEN }; 
    unsigned char currentState; 
    void ExternalEvent(unsigned char, EventData* = NULL); 
    void InternalEvent(unsigned char, EventData* = NULL); 
    virtual const StateStruct* GetStateMap() = 0; 
private: 
    const int _maxStates; 
    bool _eventGenerated; 
    EventData* _pEventData; 
    void StateEngine(void); 
}; 

typedef void (StateMachine::*StateFunc)(EventData *); 
struct StateStruct 
{ 
    StateFunc pStateFunc; 
}; 

#define BEGIN_STATE_MAP \ 
public:\ 
const StateStruct* GetStateMap() {\ 
    static const StateStruct StateMap[] = { 

#define STATE_MAP_ENTRY(entry)\ 
    { reinterpret_cast<StateFunc>(entry) }, 

#define END_STATE_MAP \ 
    { reinterpret_cast<StateFunc>(NULL) }\ 
    }; \ 
    return &StateMap[0]; } 

#define BEGIN_TRANSITION_MAP \ 
    static const unsigned char TRANSITIONS[] = {\ 

#define TRANSITION_MAP_ENTRY(entry)\ 
    entry, 

#define END_TRANSITION_MAP(data) \ 
    0 };\ 
    ExternalEvent(TRANSITIONS[currentState], data); 

#endif 

EventData.h

#ifndef EVENT_DATA_H 
#define EVENT_DATA_H 

class EventData 
{ 
public: 
    virtual ~EventData() {}; 
}; 
#endif //EVENT_DATA_H 

當我試圖編譯代碼above.Below是遇到的錯誤

錯誤

-------------- Build: Debug in StateMachine (compiler: GNU GCC Compiler)--------------- 

mingw32-g++.exe -Wall -fexceptions -g -pedantic -Wzero-as-null-pointer-constant -std=c++0x -Wextra -Wall -c C:\Users\xprk569\StateMachine\main.cpp -o obj\Debug\main.o 
In file included from C:\Users\xprk569\StateMachine\main.cpp:2:0: 
C:\Users\xprk569\StateMachine\Motor.h: In member function 'virtual const StateStruct* Motor::GetStateMap()': 
C:\Users\xprk569\StateMachine\StateMachine.h:40:40: error: invalid use of member (did you forget the '&' ?) 
    { reinterpret_cast<StateFunc>(entry) }, 
             ^
C:\Users\xprk569\StateMachine\Motor.h:29:9: note: in expansion of macro 'STATE_MAP_ENTRY' 
     STATE_MAP_ENTRY(ST_Idle) 
     ^
C:\Users\xprk569\StateMachine\StateMachine.h:40:40: error: invalid use of member (did you forget the '&' ?) 
    { reinterpret_cast<StateFunc>(entry) }, 
             ^
C:\Users\xprk569\StateMachine\Motor.h:30:9: note: in expansion of macro 'STATE_MAP_ENTRY' 
     STATE_MAP_ENTRY(ST_Stop) 
     ^
C:\Users\xprk569\StateMachine\StateMachine.h:40:40: error: invalid use of member (did you forget the '&' ?) 
    { reinterpret_cast<StateFunc>(entry) }, 
             ^
C:\Users\xprk569\StateMachine\Motor.h:31:9: note: in expansion of macro 'STATE_MAP_ENTRY' 
     STATE_MAP_ENTRY(ST_Start) 
     ^
C:\Users\xprk569\StateMachine\StateMachine.h:40:40: error: invalid use of member (did you forget the '&' ?) 
    { reinterpret_cast<StateFunc>(entry) }, 
             ^
C:\Users\xprk569\StateMachine\Motor.h:32:9: note: in expansion of macro 'STATE_MAP_ENTRY' 
     STATE_MAP_ENTRY(ST_ChangeSpeed) 
     ^
C:\Users\xprk569\StateMachine\StateMachine.h:43:39: error: invalid cast from type 'int' to type 'StateFunc {aka void (StateMachine::*)(EventData*)}' 
    { reinterpret_cast<StateFunc>(NULL) }\ 
            ^
C:\Users\xprk569\StateMachine\Motor.h:33:5: note: in expansion of macro 'END_STATE_MAP' 
    END_STATE_MAP 
    ^
Process terminated with status 1 (0 minute(s), 0 second(s)) 
5 error(s), 0 warning(s) (0 minute(s), 0 second(s)) 

有些人可以解釋爲什麼在Motor.h中寫入這樣的宏， 爲什麼它在StateMachine.h和 中聲明爲什麼拋出錯誤？

在此先感謝

Answer 1

它看起來像這樣的代碼依賴於一些非標準的編譯器擴展/錯誤。

爲了得到它來編譯（不知道是否會實際工作），你需要具有完全合格的成員函數指針來代替函數名：

例如

BEGIN_STATE_MAP 
    STATE_MAP_ENTRY(&Motor::ST_Idle) 
    STATE_MAP_ENTRY(&Motor::ST_Stop) 
    STATE_MAP_ENTRY(&Motor::ST_Start) 
    STATE_MAP_ENTRY(&Motor::ST_ChangeSpeed) 
END_STATE_MAP 

之後，你需要找出一種方法來克服不符合要求的投：

/tmp/gcc-explorer-compiler116314-75-1uiyu0/example.cpp: In member function 'virtual const StateStruct* Motor::GetStateMap()': 
44 : error: invalid cast from type 'long int' to type 'StateFunc {aka void (StateMachine::*)(EventData*)}' 
{ reinterpret_cast<StateFunc>(NULL) }\ 
^ 
83 : note: in expansion of macro 'END_STATE_MAP' 

這就讓人完全是非法的。如果我是你，我會把代碼扔進垃圾箱並重寫 - 或者使用經過驗證的狀態機框架，例如boost元狀態機或boost狀態圖。

Answer 2

所以你很快就會知道爲什麼宏在可讀的C++中是沒有用的。如果出現錯誤，則必須將宏展開以確定錯誤的位置，而且在大多數IDE中都無法對其進行調試。

反正是說讓去的擴大，他們都是一樣的錯誤，所以我們只要看一下第一種：

C:\Users\xprk569\StateMachine\Motor.h:29:9: note: in expansion of macro STATE_MAP_ENTRY
STATE_MAP_ENTRY(ST_Idle)
C:\Users\xprk569\StateMachine\StateMachine.h:40:40: error: invalid use of member (did you forget the & ?)
{ reinterpret_cast<StateFunc>(entry) },

所以這是抱怨29行：STATE_MAP_ENTRY(ST_Idle)所以讓我們展開：

{ reinterpret_cast<StateFunc>(entry) }, 

這顯然是錯誤的語法都在一起的BEGIN_STATE_MAP和END_STATE_MAP劃定範圍之外，因此在調試許多宏，你也不得不看的作用域宏...有時他們可能沒有明確命名或描繪不幸的是，讓我們先完成定義錯誤的那一行。我們正在嘗試投入什麼StateFunc？

typedef void (StateMachine::*StateFunc)(EventData *); 

這是一個指針，它返回一個void和接受一個EventData *的成員函數。警鐘應該熄滅。你不能屈服於此！ ST_Idle的格式是：void (StateMachine::*)()所以你不能投到void (StateMachine::*StateFunc)(EventData *)。對於傳遞給宏的所有函數，這都是同樣的問題，它們都沒有返回void並且帶有EventData*，所以即使你修正了語法，這些reinterpret_cast也會一直返回一個指向調用無效的方法的指針，意思是這整個宏塊都是毫無意義的，最壞的情況是有毒的。在當前狀態下，你可能只是以及使用沒有這些宏，或者如果您需要定義方法只是做：

BEGIN_STATE_MAP 
END_STATE_MAP 

但是，如果你要改變你的方法聲明到更多的東西，如：

void ST_Idle(EventData*); 

然後，你需要使用這個語法：

STATE_MAP_ENTRY(&Motor::ST_Idle) 

如果你用的方法指針不下來，他們是非常複雜的。我已經在這裏鍵入一個簡單的例子：http://ideone.com/nL0HnQ隨時用問題發表評論。

編輯：

要在這裏展開宏，我們會得到：

public: // BEGIN_STATE_MAP 
const StateStruct* GetStateMap() { // BEGIN_STATE_MAP 
    static const StateStruct StateMap[] = { // BEGIN_STATE_MAP 
    { reinterpret_cast<StateFunc>(ST_Idle) } // STATE_MAP_ENTRY(ST_Idle) 
    { reinterpret_cast<StateFunc>(ST_Stop) } // STATE_MAP_ENTRY(ST_Stop) 
    { reinterpret_cast<StateFunc>(ST_Start) } // STATE_MAP_ENTRY(ST_Start) 
    { reinterpret_cast<StateFunc>(ST_ChangeSpeed) } // STATE_MAP_ENTRY(ST_ChangeSpeed) 
    { reinterpret_cast<StateFunc>(NULL) } // END_STATE_MAP 
    }; // END_STATE_MAP 
    return &StateMap[0]; } // END_STATE_MAP 

因此，這組宏將：

1. 設置範圍public
2. 聲明方法GetStateMap
3. 申報StateMap靜態本地GetStateMap，這將是StateStruct小號
4. 陣列在GetStateMap方法StateMap的第一呼叫將被初始化爲包含方法指針ST_Idle，ST_Stop，ST_Start，ST_ChangeSpeed和NULLreinterpret_cast到StateFunc小號
5. 定義GetStateMap返回StateMap陣列