主页 / user-24606607

Andrey's questions

Martin Hope
Andrey
Asked: 2025-04-08 11:04:09 +0800 CST
  • 7

我有一个头文件，它引入了一个宏，该宏声明了一个 Stack 结构以及一些与该结构相关的函数。头文件 (Stack.h) 的内容如下所示：

#ifndef STACK_H
#define STACK_H

#include <stddef.h> // size_t
#include <malloc.h> // malloc(), calloc()

#define STACK_DEFAULT_GROWTH_FACTOR 2.0
#define STACK_REALLOC_FAIL -1

#define DECL_STACK(T, Id) \
  typedef struct Stack_##Id { \
    size_t capacity; \
    size_t size; \
    float growth_factor; \
    T *data; \
  } Stack_##Id; \
  \
  Stack_##Id* Stack_##Id##_New(size_t capacity) { \
    Stack_##Id *p = malloc(sizeof(Stack_##Id)); \
    if (!p) return NULL; \
    T *d = calloc(capacity, sizeof(T)); \
    if (!d) { \
      free(p); \
      return NULL; \
    } \
    p->capacity = capacity; \
    p->size = 0; \
    p->growth_factor = STACK_DEFAULT_GROWTH_FACTOR; \
    p->data = d; \
    return p; \
  } \
  \
  void Stack_##Id##_Free(Stack_##Id *stack) { \
    free(stack->data); \
    free(stack); \
  } \
  \
  void Stack_##Id##_Push(Stack_##Id *stack, const T item) { \
    if (stack->size >= stack->capacity) { \
      size_t new_capacity = (size_t)(stack->capacity * stack->growth_factor); \
      T *d = realloc(stack->data, new_capacity); \
      if (!d) { \
        free(stack); \
        exit(STACK_REALLOC_FAIL); \
        return; \
      } \
      stack->capacity = new_capacity; \
    } \
    stack->data[stack->size++] = item; \
  } \
  \
  T Stack_##Id##_Pop(Stack_##Id *stack) { \
    return stack->data[--(stack->size)]; \
  } \
  \
  T Stack_##Id##_Peek(const Stack_##Id *stack) { \
    return stack->data[stack->size - 1]; \
  }

#endif // STACK_H

我有一个 Main.c 文件，其中包含 Stack.h 和另一个名为 Some.h 的头文件。Some.h 还包含 Stack.h，以便使用上述宏来声明一个函数，该函数以某种方式利用已声明的堆栈结构。文件 Some.c 以最简单的形式提供了该函数的定义。我编译并尝试使用以下 makefile 链接该程序：

objects = Main.o Some.o
CC = gcc
flags = -Wall -Wextra

Some.o : Some.c Some.h Stack.h
    $(CC) $(flags) -c Some.c Some.h Stack.h 

Main.o : Main.c Some.h Stack.h
    $(CC) $(flags) -c Main.c Some.h Stack.h

Main : $(objects)
    $(CC) $(objects) -o Main

clean: Main
    rm $(objects)

以下是Main.c、Some.h和Some.c的内容：Main.c：

#include <stdio.h>
#include "Stack.h"
#include "Some.h"

#ifndef STACK_INT
#define STACK_INT
DECL_STACK(int, int);
#endif

int main() {
  Stack_int *stack = Stack_int_New(10);
  Stack_int_Push(stack, 100);
  printf("%d\n", Stack_int_Peek(stack));
  Stack_int_Pop(stack);
  Use_stack(stack);
  Stack_int_Free(stack);
  return 0;
}

一些.h：

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

#ifndef STACK_INT
#define STACK_INT
DECL_STACK(int, int);
#endif

int Use_stack(Stack_int *stack);

一些.c：

#include "Some.h"

int Use_stack(Stack_int *stack) {
  Stack_int_Push(stack, 1);
  printf("%d\n", Stack_int_Peek(stack));
  Stack_int_Push(stack, 2);
  printf("%d\n", Stack_int_Peek(stack));
  Stack_int_Pop(stack);
  return Stack_int_Pop(stack);
}

目标文件编译成功，但我在链接步骤中收到错误，指出函数 Stack_int_New()、Stack_int_Free() 等存在多个函数定义。只有函数存在多个定义，而结构 Stack_int 本身没有（这确实让我感到惊讶）。我期望在 DECL_STACK 宏周围插入的宏扩展保护将阻止多个宏扩展，从而阻止函数（和结构）重新定义。但这并没有发生。我尝试从 makefile 的编译配方中删除头文件，但没有帮助。无论有没有它们，命令都gcc Main.c/Some.c -E显示预处理器都会插入宏并将其扩展。如果我想在多个 .c 文件中包含我的 Stack.h 文件并使用相同的 Id 声明堆栈，即相同的结构和函数，但没有导致链接错误，我该如何防止多个宏扩展？

c