C11中_Generic的语法和示例用法

Question

我听说C11添加了泛型。我查了一下谷歌，看了一些文章，了解到有一个新的关键字(_Generic)等等。但我好像还是无法完全理解。

它是否类似于C＃中的泛型或C ++中的模板？能否给我简要解释一下C11泛型的定义、语法和一个简单的使用示例？

- ApprenticeHacker

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你可以阅读或下载C11标准的草案（PDF版本）。其中在第6.5.1.1节中有一个例子。 - pmg

在C++中，没有类似于“泛型”的东西。 - Griwes

@Griwes 给你。还有更多挑剔的地方吗？ - ApprenticeHacker

Answer 1

我看过的最好的例子启发了下面（可运行）的示例，它为疯狂的内省解锁了各种奇怪的可能性...

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
#include <stdint.h>

#define typename(x) _Generic((x),        /* Get the name of a type */             \
                                                                                  \
        _Bool: "_Bool",                  unsigned char: "unsigned char",          \
         char: "char",                     signed char: "signed char",            \
    short int: "short int",         unsigned short int: "unsigned short int",     \
          int: "int",                     unsigned int: "unsigned int",           \
     long int: "long int",           unsigned long int: "unsigned long int",      \
long long int: "long long int", unsigned long long int: "unsigned long long int", \
        float: "float",                         double: "double",                 \
  long double: "long double",                   char *: "pointer to char",        \
       void *: "pointer to void",                int *: "pointer to int",         \
      default: "other")

#define fmt "%20s is '%s'\n"
int main() {

  size_t s; ptrdiff_t p; intmax_t i; int ai[3] = {0}; return printf( fmt fmt fmt fmt fmt fmt fmt fmt,

     "size_t", typename(s),               "ptrdiff_t", typename(p),     
   "intmax_t", typename(i),      "character constant", typename('0'),
 "0x7FFFFFFF", typename(0x7FFFFFFF),     "0xFFFFFFFF", typename(0xFFFFFFFF),
"0x7FFFFFFFU", typename(0x7FFFFFFFU),  "array of int", typename(ai));
}

                 ╔═══════════════╗ 
═════════════════╣ Amazeballs... ╠═════════════════════════════════════
                 ╚═══════════════╝ 
            size_t is 'unsigned long int'
         ptrdiff_t is 'long int'
          intmax_t is 'long int'
character constant is 'int'
        0x7FFFFFFF is 'int'
        0xFFFFFFFF is 'unsigned int'
       0x7FFFFFFFU is 'unsigned int'
      array of int is 'other'

- Alex Gray

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哇，你使用什么编译器？在我的机器上（Linux，GCC 4.9+），最新类型显示为“指向整数的指针”：整数数组是“指向整数的指针”。 - user1284631

这很不错，但你永远无法以这种方式涵盖所有类型... 无论如何，“Amazeballs”加一。 - einpoklum

实际上，@einpoklum，你可以通过这种方式涵盖所有非复合类型......共有五种整数类型及其对应的无符号类型，三种浮点类型及其对应的复数类型，总共16种基本类型。当你包括存储类（普通、const、volatile和volatile const）时，就会得到64个不同的变体。虽然繁琐，但并非不可能。每种类型的指针会使这个数字翻倍，而指向指针的指针会进一步增加它......但这样总共只有192个变体......唉！但仍然不是不可能的。 - SGeorgiades

@SGeorgiades：但是您也希望typename()也适用于复合类型。 - einpoklum

@jdk1.0：你不能使用这些定义来获取任意结构体的类型。同样，也不适用于数组（忽略衰减），联合或枚举。我想这就涵盖了所有情况。 - einpoklum

Answer 2

这篇文章是一个非常好的介绍。以下是概述：

通用选择使用新关键字实现：_Generic。语法类似于类型的简单switch语句：_Generic('a'，char：1，int：2，long：3，default：0）评估为2（C中的字符常量是int）。

基本上，它像一种switch，其中标签是类型名称，其针对第一个表达式（上面的'a'）进行测试。结果成为评估_Generic()的结果。

- unwind

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刚刚意识到我链接的是你已经链接的同一个页面...不过也难怪...这真的是关于这个东西唯一好的信息来源，很奇怪... - Alex Gray

Answer 3

我使用的是CLion 1.2.4版本，但是它目前不支持C11语法，因此我使用GNU C99中的以下代码替代了_Generic。

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv) {
    char *s;
    if (__builtin_types_compatible_p(__typeof__(s), long)) {
        puts("long");
    } else if (__builtin_types_compatible_p(__typeof__(s), char*)) {
        puts("str");
    }
    return (0);
};

- izhkymonte

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“这篇文章讲述了如何使用代替_Generic的方法，并在一个询问如何使用_Generic的问题中获得了8个赞。” - Michael Mrozek

这个答案提供了一种替代方法，即使没有其他作用，也说明了所问的概念。任何替代方法的一个特征是它总会提供对所问对象的新和独特视角。老师们经常使用这种技术。如果你站在一个地方盯着某物但仍然不理解它，可以走动一下，从另一个角度看它。这总是会提供新信息的。无论是否有意，这个答案提供了这样的东西。（+1 是为此） - ryyker

这是GNU C，不是C99。 - osvein