C 中的这串符号是什么意思

问题

我在 /usr/include/linux/kernel.h 里遇到了一个奇怪的宏，

/* Force a compilation error if condition is true, but also produce a
   result (of value 0 and type size_t), so the expression can be used
   e.g. in a structure initializer (or where-ever else comma expressions
   aren't permitted). */
#define BUILD_BUG_ON_ZERO(e) (sizeof(struct { int:-!!(e); }))
#define BUILD_BUG_ON_NULL(e) ((void *)sizeof(struct { int:-!!(e); }))

:-!! 是什么意思？

回答

其实是用来检查表达式 e 是否为 0 的。如果不为 0，编译器就会报错。（其实就是我们常说的静态断言）

这个宏的名字其实起的不好，应该为BUILD_BUG_OR_ZERO，这里有个相关的讨论：occasional discussions about whether this is a confusing name

下面来分析下上面的宏：

sizeof(struct { int: -!!(e); }))

1. (e)：计算 e 表达式
2. !!(e)：两次逻辑否操作。也就是，如果 e == 0，就返回 0，否则返回 1
3. -!!(e)：对上面的第 2 步得到的值置负。也就是，0 的负数还是 0，1 的负数为 -1
4. struct{int: -!!(0);} --> struct{int: 0;}：根据第 3 步，如果是 0，那么就声明一个结构体，里边定义了一个位域长度为 0 的匿名位域变量，此时编译正常通过
5. struct{int: -!!(1);} --> struct{int: -1;}：但如果是 -1 的话，位域长度为负数，那编译器就会报错了

为什么不用assert呢？

因为assert是运行期判断，上面的宏是编译期。不过自 C++ 11 起，也支持静态断言了，可以参考 static_assert