有沒有辦法使C90標準（符合MISRA-C 2004）無符號枚舉

Question

我試圖找到一種方法來使枚舉「無符號」。

enum{ 
    x1 = 0, 
    x2, 
    x3 
}; 
uint8_t = x2; /* <--- PC-LINT MISRA-C 2004 will complain about mixing signed and unsigned here */ 

當然，我可以添加一個類型轉換擺脫錯誤的，這是耗時且容易出錯。

uint8_t = (uint8_t)x2; /* This works, but is a lot of extra work over the course of 1000s of lines of code*/ 

那麼，有沒有辦法讓一個特定的枚舉unsigned MISRA-C 2004會喜歡？

Answer 1

沒有標準的C方式來控制enum所選的類型。您可以通過添加一個值，以強制類型是無符號枚舉做到在實施的具體方式有時，如：

enum { 
    x1, 
    x2, 
    x3, 
    giant_one_for_forcing_unsigned = 0x80000000; 
}; 

但是這還沒有標準C，或者（因爲所提供的價值將不適合在int）。不幸的是，你幾乎不走運。下面是從標準的相關位：

6.7.2.2枚舉符，第4款

每個枚舉類型應char，有符號整數類型，或者一個無符號整數類型兼容。類型的選擇是實現定義的，但應能夠表示枚舉的所有成員的值。枚舉類型是不完整的，直到緊接在終止枚舉器聲明列表之後並在其後完成。

你可能會更好使用#define而不是enum，使您的常量：

#define x1 0U 
#define x2 1U 
#define x3 2U 

uint8_t x = x2; 

Answer 2

不僅是有沒有在C90的方式來指定一個enum採取對無符號類型，但在C90：

聲明爲枚舉常數的標識符的類型爲int

這也適用於C99（6.4.4.3）。如果你想要一個無符號類型，你正在尋找一個語言擴展。

的枚舉類型可能比其他0​​東西，但常數本身必須具有int類型。

Answer 3

有一些關注這裏，那裏是轉換錯誤輕微的潛力，這MISRA正試圖使你避免：

• 枚舉常數，即x1等在你的榜樣，是保證是類型int（1）。但枚舉變量和變量類型枚舉不能保證是相同的類型（2），如果你不幸它被定義爲一個小整數類型，從而服從整數提升規則。

• MISRA禁止將大整數類型的隱式轉換轉換爲較小的轉換類型，主要是爲了避免無意中截斷值，同時也避開各種隱式升級規則。

您的具體MISRA遵從性錯誤實際上來自上述後者，違反規則10.3（3）。

您可以通過向「基礎類型」（預期類型）添加明確轉換來解決此問題，在這種情況下，轉換爲uint8_t。或者你可以通過永遠不使用枚舉來解決它，用#defines替換它們。這聽起來可能非常激進，但請記住，C沒有任何類型安全性，因此使用枚舉或許可讀可讀性沒有明顯的好處。

這是有點共同以這種方式，以取代枚舉：

#define FALSE 0 
#define TRUE 1 
typedef uint8_t BOOL; 

（儘管在這個例子中，目的主要是使BOOL類型的便攜式，具有保證是8位，從未16位，在可能的情況下發生的，這是一個枚舉）

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參考文獻：

（1）C11 6.2.7.7/2：

「定義枚舉常量 的值的表達式應該是一個整型常量表達式，其值可表示爲 作爲int。」

（2）C11 6.2.7.7/4：

「每一枚舉類型應與炭，有符號整數 類型，或一個無符號整數類型兼容類型的選擇是 實現定義的，但是應該能夠表示枚舉的所有成員的 值。「

（3）MISRA-C：2004規則10.3：

「整數類型的複雜表達式的值可僅被轉換爲 一個類型，它是窄相同的符號性的和作爲底層 表達式的類型「。

Answer 4

您可以通過包含足夠大的值以使其無法放入int（每個規範）來強制它被無符號簽名。這對於> = sizeof int類型非常簡單，但unsigned char/short更加複雜，並且需要編譯器特定的打包。當然，實現技術上仍然可以將UINT_MAX表示爲一個無符號長整數......但這並不是我見過的。

#include <stdio.h> //only included for printf example 
#include <limits.h> 
#include <stdint.h> 

/** set up some helper macros **/ 
#ifdef _MSC_VER 
    #define PACK(...) __pragma(pack(push, 1)) __VA_ARGS__ __pragma(pack(pop)) 
#else /* for gcc, clang, icc and others */ 
    #define PACK(...) __VA_ARGS__ __attribute__((__packed__)) 
#endif 
#define _PASTE(x,y) x ## y 
#define PASTE(x,y) _PASTE(x,y) 

/* __LINE__ added for semi-unique names */ 
#define U_ENUM(n, ...) \ 
    enum n { __VA_ARGS__ , PASTE(U_DUMMY , __LINE__) = UINT_MAX } 
#define UL_ENUM(n, ...) \ 
    enum n { __VA_ARGS__ , PASTE(UL_DUMMY , __LINE__) = ULONG_MAX } 
#define SZ_ENUM(n, ...) /* useful for array indices */ \ 
    enum n { __VA_ARGS__ , PASTE(SZ_DUMMY , __LINE__) = SIZE_MAX } 
#define ULL_ENUM(n, ...) \ 
    enum n { __VA_ARGS__ , PASTE(ULL_DUMMY , __LINE__) = ULLONG_MAX } 
#define UC_ENUM(n,...) \ 
    PACK(enum n { __VA_ARGS__ , PASTE(UC_DUMMY , __LINE__) = UCHAR_MAX }) 
#define US_ENUM(n,...) \ 
    PACK(enum n { __VA_ARGS__ , PASTE(US_DUMMY , __LINE__) = USHRT_MAX }) 

下面是一個檢查，看看它按預期工作：

typedef UC_ENUM(,a) A_t; 
typedef US_ENUM(,b) B_t; 
typedef U_ENUM(,c) C_t; 
typedef UL_ENUM(,d) D_t; 
typedef ULL_ENUM(,e) E_t; 
typedef SZ_ENUM(,e) F_t; 
int main(void) { 
    printf("UC %d,\nUS %d,\nU %d,\nUL %d,\nULL %d,\nSZ %d,\n",sizeof(A_t), 
    sizeof(B_t),sizeof(C_t),sizeof(D_t),sizeof(E_t),sizeof(F_t)); 
    return 0; 
} 

更像一個標準的枚舉聲明這比簡單的版本我用，這需要一個額外的命名有少許不同參數最後枚舉，而不是__LINE__黑客（這也是返回-1錯誤功能非常有用，因爲它會轉換爲U * _MAX） 下面是該版本的外觀：

#define U_ENUM(n, err, ...)  enum n { __VA_ARGS__ , err = UINT_MAX } 
#define UL_ENUM(n, err, ...)  enum n { __VA_ARGS__ , err = ULONG_MAX } 
#define ULL_ENUM(n,err, ...)  enum n { __VA_ARGS__ , err = ULLONG_MAX} 
#define SZ_ENUM(n, err, ...)  enum n { __VA_ARGS__ , err = SIZE_MAX } 
#define UC_ENUM(n, err, ...) PACK(enum n { __VA_ARGS__ , err = UCHAR_MAX }) 
#define US_ENUM(n, err, ...) PACK(enum n { __VA_ARGS__ , err = USHRT_MAX }) 

除了在char中包含枚舉或緊湊性之外，size_t枚舉最有趣，因爲它們可以用作數組索引而無需額外的MOV指令。

typedef SZ_ENUM(message_t,MSG_LAST,MSG_HELLO,MSG_GOODBYE,MSG_BAD) message_t; 
static const char *messages[]={"hello","goodbye","bad message"}; 
void printmsg(message_t msg){ 
    if (msg > MSG_BAD) msg = MSG_BAD; 
    (void) puts(messages[msg]); 
} 

注意：如果使用C++ 11 VS C，可以enum Foo : char { A, B, C};或enum class Bar : size_t { X, Y, Z};

Answer 5

在addtion到@Carl's answer，得到一些的enum聲明的好處，並導致一些未簽名的類型，代碼可以使用下面的。

// Form values 0, 5, 6 
enum { 
x1, 
x2 = 5, 
x3 
}; 

// Form values 0u, 5u, 6u 
#define ux1 (1u * x1) 
#define ux2 (1u * x2) 
#define ux3 (1u * x3) 

這可能無助於int範圍之外的枚舉常量。

當然代碼可以做OP轉換，而不是OP知道。

// uint8_t = x2; 
uint8_t = x2 * 1u;