为啥 C 在使用条件运算符时不允许连接字符串？

Posted 2023-02-22

【中文标题】为啥 C 在使用条件运算符时不允许连接字符串？

【英文标题】：Why does C not allow concatenating strings when using the conditional operator?为什么 C 在使用条件运算符时不允许连接字符串？

【发布时间】：2016-09-12 13:41:55

【问题描述】：

以下代码编译没有问题：

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

但是，这不会编译：

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

这是什么原因？

【问题讨论】：

字符串连接是早期词法分析阶段的一部分；它不是 C 的表达式 synatx 的一部分。换句话说，没有“字符串文字”类型的 value。相反，字符串字面量是源代码中形成值的词法元素。

只是为了澄清@KerrekSB 的答案 - 字符串的连接是代码文本 prior 编译它的预处理的一部分。在运行时计算三元运算符时，在编译代码之后（或者如果一切都是常量，则可以在编译时完成）。

详细信息：在这篇文章中，"Hi" 和 "Bye" 是 字符串文字，而不是 C 标准库中使用的 字符串。使用字符串文字，编译器将连接"H\0i" "B\0ye"。与sprintf(buf,"%s%s", "H\0i" "B\0ye");不一样

或多或少与你不能做的原因相同a (some_condition ? + : - ) b

请注意，即使printf("Hi" ("Bye")); 也不起作用——它不需要三元运算符；括号就足够了（尽管printf("Hi" test ? "Bye" : "Goodbye") 也不会编译）。只有有限数量的标记可以跟在字符串文字后面。逗号,，左方括号[，右方括号]（如1["abc"]——是的，这很可怕），右方括号)，右大括号（在初始化程序中或类似的上下文），分号; 是合法的（和另一个字符串文字）；我不确定还有其他人。

【参考方案1】：

根据 C11 标准，第 5.1.1.2 章，相邻字符串文字的连接：

连接相邻的字符串文字标记。

发生在翻译阶段。另一方面：

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

涉及条件运算符，在运行时进行评估。因此，在编译时，在翻译阶段，不存在相邻的字符串文字，因此不可能进行连接。语法无效，因此由您的编译器报告。

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为了详细说明为什么部分，在预处理阶段，相邻的字符串文字被连接起来并表示为单个字符串文字（令牌）。相应地分配存储空间，并将连接的字符串文字视为单个实体（一个字符串文字）。

另一方面，在运行时串联的情况下，目的地应该有足够的内存来保存串联的字符串文字，否则，预期的将无法实现em> 可以访问连接的输出。现在，对于字符串文字，它们在编译时已经分配了内存，并且不能扩展以适应更多传入的输入into或附加到原始内容。换句话说，连接的结果将无法作为单个字符串文字访问（呈现）。所以，这个结构本质上是不正确的。

仅供参考，对于运行时字符串（不是文字）连接，我们有库函数strcat() 连接两个字符串 .注意，描述中提到：

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

strcat() 函数附加了s2 指向的字符串的副本（包括 终止空字符）到s1所指向的字符串的末尾。初始字符 s2 覆盖 s1 末尾的空字符。 [...]

所以，我们可以看到，s1 是一个字符串，而不是一个字符串文字。然而，s2 的内容并没有以任何方式改变，它很可能是一个字符串文字。

【参考方案2】：

根据 C 标准（5.1.1.2 翻译阶段）

1 翻译的语法规则之间的优先级由 以下阶段。6)

连接相邻的字符串文字标记。

只有在那之后

分隔标记的空白字符不再重要。每个 预处理令牌转换为令牌。 结果 标记在句法和语义上被分析和翻译为 翻译单元。

在这个结构中

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

没有相邻的字符串文字标记。所以这个构造是无效的。

【讨论】：

这只是重复了它在 C 中不允许的断言。它没有解释 为什么，这是问题所在。不知道为什么它在 5 小时内累积了 26 个赞成票……而且接受，不少于！恭喜。

这里必须同意@LightnessRacesinOrbit。为什么(test ? "Bye" : "Goodbye") 不应该评估为基本上制作 "Hi" "Bye" 或"Hi Goodbye" 的字符串文字？ （我的问题在其他答案中得到了回答）

@LightnessRacesinOrbit，因为当人们通常问为什么某些东西不能用 C 编译时，他们要求澄清它违反了哪条规则，而不是为什么古代标准作者选择它是这样的。

@LightnessRacesinOrbit 您描述的问题可能会离题。我看不出任何无法实现它的技术原因，因此如果没有规范作者的明确回答，所有答案都将基于意见。而且它通常不属于“实用”或“可回答”问题的类别（正如help center 表明我们要求的那样）。

@LightnessRacesinOrbit 它解释了为什么：“因为 C 标准是这么说的”。关于为什么将这条规则定义为已定义的问题将是题外话。

【参考方案3】：

字符串文字连接由预处理器在编译时执行。这种连接无法知道test 的值，直到程序实际执行才知道。因此，这些字符串文字不能串联。

因为一般情况下，对于编译时已知的值，您不会有这样的构造，所以 C 标准旨在将自动连接功能限制在最基本的情况下：当文字字面上正确时并排。

但是，即使它没有以这种方式表达此限制，或者如果限制的构造不同，如果不将串联作为运行时过程，您的示例仍然无法实现。为此，我们有诸如strcat 之类的库函数。

【讨论】：

我只是阅读假设。虽然你所说的非常有效，但你不能提供它的来源，因为没有。关于 C 的唯一来源是标准文档（虽然它在许多情况下是显而易见的）并没有说明为什么有些事情是这样的，而只是说明它们必须是那种特定的方式。因此，从莫斯科的回答中对弗拉德挑剔是不合适的。由于 OP 可以分解为“为什么会这样？” - 唯一正确的来源答案是“因为它是 C，这就是 C 的定义方式”，这是唯一一个直截了当的正确答案。

这是（承认）缺乏解释。但是这里再次提到，弗拉德的回答比你的回答更能解释核心问题。再次表示：虽然您提供的信息我可以确认是相关且正确的，但我不同意您的投诉。虽然我也不认为你是离题的，但从我的 POV 来看，它比 Vlads 实际上更离题。

@Zaibis：来源是我。弗拉德的回答根本不是解释。这只是对问题前提的确认。当然，它们都不是“离题”（您可能想查找该术语的含义）。但你有权发表你的意见。

即使在阅读了上面的 cmets 之后，我仍然想知道谁对这个答案投了反对票 ᶘ ᵒᴥᵒᶅ 我相信这是一个完美的答案，除非 OP 要求进一步澄清这个答案。

我无法区分为什么这个答案是你可以接受的，而@VladfromMoscow 的却不是，当他们都说同样的话，并且当他的引文支持而你的不是。

【参考方案4】：

因为 C 没有 string 类型。字符串文字被编译为char 数组，由char* 指针引用。

C 允许在编译时组合相邻的 文字，就像在您的第一个示例中一样。 C 编译器本身对字符串有一些了解。但此信息在运行时不存在，因此无法进行连接。

在编译过程中，您的第一个示例被“翻译”为：

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

在程序执行之前，请注意编译器如何将这两个字符串组合成一个静态数组。

然而，你的第二个例子被“翻译”成这样的东西：

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));

应该清楚为什么这不能编译。三元运算符? 在运行时而不是编译时评估，此时“字符串”不再存在，而只是简单的char 数组，由char* 指针引用。与相邻的字符串字面量不同，相邻的字符指针只是一个语法错误。

【讨论】：

优秀的答案，可能是这里最好的答案。 “应该清楚为什么这不能编译。”您可能会考虑将其扩展为“因为三元运算符是在运行时而不是编译时进行条件评估”。

不应该 static const char *char_ptr_1 = 'H', 'i', 'B', 'y', 'e', '\0'; 是 static const char *char_ptr_1 = "HiBye"; 并且对于其余的指针也是如此？

@CoolGuy 当您编写static const char *char_ptr_1 = "HiBye"; 时，编译器会将行转换为static const char *char_ptr_1 = 'H', 'i', 'B', 'y', 'e', '\0';，所以不，它不应该写成“像字符串一样”。正如答案所说，字符串被编译为一个字符数组，如果您以最“原始”的形式分配一个字符数组，您将使用逗号分隔的字符列表，就像static const char *char_ptr_1 = 'H', 'i', 'B', 'y', 'e', '\0';

@Ankush 是的。但是尽管static const char str[] = 't', 'e', 's', 't', '\0'; 与static const char str[] = "test"; 相同，static const char* ptr = "test"; 与static const char* ptr = 't', 'e', 's', 't', '\0';不相同。前者是有效的并且会编译，但后者是无效的并且会按照你的期望进行。

我已经充实了最后一段并更正了代码示例，谢谢！

【参考方案5】：

如果你真的想让两个分支都生成编译时字符串常量，以便在运行时选择，你需要一个宏。

#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;

【参考方案6】：

这是什么原因？

您的代码使用三元运算符有条件地在两个字符串文字之间进行选择。无论条件已知还是未知，这都无法在编译时进行评估，因此无法编译。甚至这条语句printf("Hi" (1 ? "Bye" : "Goodbye")); 也无法编译。原因在上面的答案中得到了深入的解释。 使用对编译有效的三元运算符制作这样的语句的另一种可能性，还涉及一个格式标记和格式化为附加参数 到printf。即便如此，printf() 打印输出也会给人一种印象，即仅在运行时，并且早在运行时“连接”这些字符串。

#include <stdio.h>

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

【讨论】：

SO 不是教程网站。您应该对 OP 给出答案，而不是教程。

这不能回答 OP 的问题。这可能是为了解决 OP 的根本问题，但我们并不真正知道那是什么。

printf 不需要格式说明符；如果仅在编译时完成连接（事实并非如此），OP 对 printf 的使用将是有效的。

感谢您的评论，@David Conrad。我草率的措辞确实看起来好像声明printf() 需要一个格式标签，这绝对不是真的。已更正！

那是一个更好的措辞。 +1 谢谢。

【参考方案7】：

在printf("Hi" "Bye"); 中有两个连续的 char 数组，编译器可以将它们组合成一个数组。

在printf("Hi" (test ? "Bye" : "Goodbye")); 中，您有一个数组，后跟一个指向 char 的指针（一个转换为指向其第一个元素的指针的数组）。编译器不能合并一个数组和一个指针。

【参考方案8】：

要回答这个问题 - 我会转到 printf 的定义。函数 printf 需要 const char* 作为参数。任何字符串文字，例如“Hi”，都是 const char*；但是，(test)? "str1" : "str2" 这样的表达式不是 const char*，因为这种表达式的结果只能在运行时找到，因此在编译时是不确定的，这一事实适时导致编译器抱怨。另一方面 - 这工作得很好printf("hi %s", test? "yes":"no")

【讨论】：

*然而像(test)? "str1" : "str2"这样的表达式不是const char*...当然是！它不是一个常量表达式，但它的类型是 const char *。写printf(test ? "hi " "yes" : "hi " "no") 就好了。 OP的问题与printf无关，"Hi" (test ? "Bye" : "Goodbye")无论表达式上下文是什么都是语法错误。

同意。我将表达式的输出与表达式本身混淆了

【参考方案9】：

这不会编译，因为 printf 函数的参数列表是

(const char *format, ...)

和

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

不符合参数列表。

gcc 试图通过想象来理解它

(test ? "Bye" : "Goodbye")

是一个参数列表，并抱怨“Hi”不是一个函数。

【讨论】：

欢迎来到 Stack Overflow。你是对的，它与printf() 参数列表不匹配，但这是因为表达式在任何地方都无效——不仅仅是在printf() 参数列表中。换句话说，你为这个问题选择了一个过于专业的原因；一般问题是"Hi" ( 在C 中无效，更不用说调用printf()。我建议您在此答案被否决之前删除它。

C 不是这样工作的。这不会被解析为试图调用像 php 这样的字符串文字。