C能在编译时排序吗？

Question

可以在编译时用C对元素排序吗？

语法是次要的，我想到了这样一个宏：

SORT(9, -1, 12, 4)   // expands to: -1, 4, 9, 12
SORT(dog, cat, cow)  // expands to: cat, cow, dog

但是我不会对任何API皱眉，只要它不发出一个CPU指令就可以排序。

要求相当宽松：

• 纯C，没有C++。保持在C标准内是不错的，但既定的语言扩展是公平的游戏。
• 编译器是唯一允许使用的工具。Unix、sort或自制的代码生成器不受欢迎，因为它们使构建步骤复杂化。
• 任何元素类型都是精细的。如果它能排序，例如数字，而不是字符串，那就没问题了。
• 固定长度API是很好的.必须调用SORT_5来对5元素进行排序是可以的。

我意识到这个解决方案可能会求助于一些几乎无法编译的语言巫毒，我只是想知道它是否可能。

Answer 1

下面是一个宏方法：

#define GET_1_of_3(a, b, c) ((a) < (b) ? ((c) < (a) ? (c) : (a)) : ((c) < (b) ? (c) : (b)))
#define GET_2_of_3(a, b, c) ((c) > (a) && (c) < (b) || (c) < (a) && (c) > (b) ? (c) : ((b) > (a) && (b) < (c) || (b) < (a) && (b) > (c) ? (b) : (a)))
#define GET_3_of_3(a, b, c) ((a) > (b) ? ((c) > (a) ? (c) : (a)) : ((c) > (b) ? (c) : (b)))
#define SORT_3(a, b, c) GET_1_of_3(a, b, c),GET_2_of_3(a, b, c),GET_3_of_3(a, b, c)

void main(){
    int x[3] = { SORT_3(6,2,3) };
    printf("%d, %d, %d", x[0], x[1], x[2]);
}

这适用于int，也适用于C语言，但是没有const_expr来自C++的字符串是不可能的。显然，您需要大量的宏编写来支持大量的SORT_X。

Answer 2

让我们考虑排序只能是0或1的数字。对于两个数字，下面代码中的SORT2可以对它们进行排序：

#define SORT2(a,b) SORT2_##a##b
#define SORT2_00 0,0
#define SORT2_01 0,1
#define SORT2_10 0,1
#define SORT2_11 1,1

当然，这可以扩展到更大的范围和更多的参数。

Answer 3

实际上，您不能在编译时对C进行排序(至少如果您希望排序足够多的编译时常量整数；在这种情况下，有300个宏或函数名为SORT_1、SORT_2、. SORT_300是不实际的，除非您生成这些函数或宏，而您不想这样做).

实用的方法是使用您自己的或其他的预处理程序(例如gpp)，并让它进行排序。或者简单地说，在包含的文件中包含数字并生成排序的文件(例如，使用make规则使用awk & sort)

您还可以考虑使用链路时间优化链接到LTO编译的libc，使用其LTO优化的qsort。这并不常见，AFAIK，您不能保证编译器是智能的-足够内联您的LTO qsort等.(AFAIK，当前的C编译器不这样做)。

如果使用最新的GCC进行编译(2015年3月使用4.8、4.9或5.0 )，您可以定制它(例如使用熔化或自己的C++插件)来定义您的__builtin_my_compile_time_sort (或者某些_Pragma)来完成这项工作。这是编译器特有的(可能意味着几天的工作，除非您已经知道了)

最简单的事情是接受稍微复杂的构建步骤。这没什么大不了的。