自定义C数组宏不符合预期：array_name未声明错误求助

问题描述 #

我想在C语言中实现类似C++ std::array的自定义数组，但以下代码无法正常运行。

array.h 代码 #

#ifndef CUSTOM_ARRAY
#define CUSTOM_ARRAY

#define array(T, name, n_elements) do { \
    T name [(n_elements)]; \
} while(0)

#endif

main.c 代码 #

#include "array.h"
#include <stdio.h>

int main()
{
    array(int, array_name, 5);

    size_t size_of_array = sizeof(array_name) / sizeof(array_name[0]);
    
    for (int i = 0; i < size_of_array; i++) {
        array_name[i] = i;
        printf("%d\n", array_name[i]);
    }

    return 0;
}

编译错误信息 #

main.c: In function 'main': main.c:10:35: error: 'array_name' undeclared (first use in this function) 10 |     size_t size_of_array = sizeof(array_name) / sizeof(array_name[0]); |                                   ^~~~~~~~~~ main.c:10:35: note: each undeclared identifier is reported only once for each function it appears in

我原本以为main.c中的宏会展开为：

int array_name[5];

想知道为何会出现该错误？

原因分析与解决方法 #

问题出在你用do { ... } while(0)包裹了数组定义。这个结构会生成一个局部代码块，数组array_name的作用域仅限于这个代码块内部。当do-while执行完毕后，该数组就会超出作用域，后续代码自然无法访问，从而触发“未声明”的错误。

你误解了宏展开后的代码，真实展开后的代码是：

do {
    int array_name[5];
} while(0);

要解决这个问题，直接移除do-while包裹，将宏修改为：

#define array(T, name, n_elements) T name[(n_elements)]

修改后宏展开就是当前作用域内的数组定义，后续代码就能正常访问array_name了。

如果想让这个自定义数组更贴近std::array的特性，还可以添加获取数组长度的辅助宏：

#define array(T, name, n_elements) T name[(n_elements)]
#define array_size(name) (sizeof(name)/sizeof(name[0]))

之后在main函数中就可以用array_size(array_name)来直接获取数组长度，使用起来更便捷。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user20598969