C言語で静的なジャグ配列(っぽいもの)を実現する方法 #C

C言語では、ジャグ配列は構文としてサポートされていない。
Wikipedia の例のように、ポインタ型の配列に各配列を格納しなければならない。
扱いにくいため、個人的にはあまり使用しないが、「初期化された静的な可変長配列のリスト」が欲しいときがある。
(ROM持ちバイナリデータをリストとして扱いたい、とか。)

探せば解説しているページもあるだろうが、Qiita には無さそうなので実装してみた。

注

規格に精通してはいないので、用語に関しては誤りがあるかもしれません。
編集リクエストをお待ちしています。

要件

C99(相当)レベルの主要なコンパイラ(というかVisual C++ 2008)でコンパイルできること。
(規格準拠はあまり気にしていない。)
内部の可変長配列は静的領域に確保されること。
要素はイニシャライザで初期化できること。
できればインライン展開可能であること。

サンプルコード

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ioctl.h>

#define DEFINE_INNER_ARRAY_INFO(T) \
  typedef struct {                 \
    size_t length;                 \
    const T* data;                 \
  } InnerArrayInfo_##T;
#define INNER_ARRAY_BEGIN          \
  enum { base = __COUNTER__ + 1 }; \
  switch (index) {
#define INNER_ARRAY(T, ...)                                              \
  case (__COUNTER__ - base): {                                           \
    static const T data[] = {__VA_ARGS__};                               \
    const InnerArrayInfo_##T a = {sizeof(data) / sizeof(data[0]), data}; \
    return a;                                                            \
  }
#define INNER_ARRAY_END(T)            \
  default: {                          \
    const InnerArrayInfo_##T a = {0}; \
    return a;                         \
  }                                   \
  }

DEFINE_INNER_ARRAY_INFO(uint8_t);

InnerArrayInfo_uint8_t numArr(size_t index) {
  INNER_ARRAY_BEGIN
  INNER_ARRAY(uint8_t, 1, 2, 3);
  INNER_ARRAY(uint8_t, 4, 5, 6, 7);
  INNER_ARRAY(uint8_t, 8, 9);
  INNER_ARRAY_END(uint8_t);
}

int main() {
  size_t i = 0;
  for (InnerArrayInfo_uint8_t array = numArr(i); array.length > 0;
       i++, array = numArr(i)) {
    ioctl(0, 0xDEAD, array.data, array.length);
  }
}

解説(というかメモ)

ジャグ配列となるオブジェクト自体は作らず、「インデックスを渡すことでジャグ配列のように振る舞う関数」で実装している。
サンプルコードを見ての通り、 case 内のブロック内に静的な可変長配列を用意している。
引数の処理が面倒で、翻訳単位に複数のジャグ配列を書けるようにするため、 __COUNTER__ を使用している。
主要なコンパイラでは対応しているようなので、問題ないだろう。
長さ0を番兵にしているので、内部の配列では長さ0の配列はサポートしていない。
ジャグ配列の長さは直接取得できない。
C++であれば、クラス化すれば可能であるが、そもそも C++11であればstd::vector<std::vector<T>> でイニシャライザーリストを用いればいいので、この手法の出番ではない。

インライン展開

サイズによると思うが、できることもある。