(C11) 泛型表达式

news2025/10/31 21:25:18

文章目录

⭐语法
⭐举例
- 🚩判断对象类型
- 🚩判断指针
- 🚩函数重载
- 🚩嵌套使用
END

⭐语法

Ref: 泛型选择 (C11 起) - cppreference.com

关键词：

Generic
default

_Generic(控制表达式 , 关联列表)  (C11 起)

关联列表

类型名:表达式
- 类型名：任何并非可变修改的完整对象类型（即既非 VLA 亦非指向 VLA 的指针）。
- 表达式：任何类型和值类别的表达式（除了逗号运算符）
default:表达式

控制表达式

任何表达式（除了逗号运算符），若不使用 default 关联，则其类型必须与 类型名 之一兼容。

判定解释

控制表达式 的类型经历左值转换。

只在类型域中进行转换

舍弃顶层 cvr 限定符和原子属性
数组到指针/函数到指针变换
不实例化任何副效应或计算任何值

有类型匹配，若其类型与各关联之一的 类型名 兼容，则解释为冒号后的表达式。

无类型匹配，且提供了 default 关联，则解释为其后的表达式。

注意

关联列表 中的任意二个 类型名 不能指定兼容类型。

使用关键词 default 的关联只能有一个。若不使用 default，且无一 类型名 与控制表达式类型兼容，则程序无法编译。

⭐举例

🚩判断对象类型

_Generic可以判断自定义类型。

cvr限定符对类型识别不受影响。

default不是必须写道最后一个，顺序这方面没有限制。

#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>

struct Node {};

#define get_typename(x)             \
    _Generic((x),                   \
        default: "other",           \
        _Bool: "bool",              \
        int: "int",                 \
        char: "char",               \
        struct Node: "struct Node"  \
    )
    
int main() {
    _Bool       b = true;
    char        c = 'a';
    const int   i = 10;
    struct Node node;

    printf("Type of [_Bool] is %s\n", get_typename(b));
    printf("Type of [char] is %s\n", get_typename(c));
    printf("Type of [int] is %s\n", get_typename(i));
    printf("Type of [struct Node] is %s\n", get_typename(node));
}

🚩判断指针

对指针类型的判断仍然使用。

#include <stdio.h>

#define get_pointname(x) \
    _Generic((x),        \
        int*: "int*",    \
        void*: "void*",  \
        default: "other" \
    )

int main() {
    int   i  = 0;
    int*  ip = NULL;
    void* vp = NULL;

    printf("Type of [int] is [%s]\n", get_pointname(i));
    printf("Type of [int*] is [%s]\n", get_pointname(ip));
    printf("Type of [void*] is [%s]\n", get_pointname(vp));
}

🚩函数重载

可以根据类型指定调用的函数，注意参数个数。

下方代码展示在使用_Generic时，并且直接调用的情况。_Generic((x), default: fun)(x)。

#include <math.h>
#include <stdio.h>

int default_fun() {
    printf("Line[%d], Func[%s]\n", __LINE__, __func__);
    return -1;
}

#define sqrt(x)                  \
        _Generic((x),            \
            float: sqrtf,        \
            double: sqrt,        \
            long double: sqrtl,  \
            default: default_fun \
        )(x)

int main(void) {
    int         i  = 4;
    float       f  = 4.0f;
    double      d  = 4.0;
    long double ld = 4.0L;

    printf("[i] sqrt = %d\n", sqrt(i));
    printf("[float] sqrt = %f\n", sqrt(f));
    printf("[double] sqrt = %lf\n", sqrt(d));
    printf("[long double] sqrt = %Lf\n", sqrt(ld));
}

🚩嵌套使用

由于每次_Generic只能判断一个表达式的类型，因此如果是需要用到多参的话，可以嵌套的使用_Generic。

#include <stdio.h>

#define add(x, y)                              \
    _Generic((x),                              \
        int: _Generic((y),                     \
            int: (int)(x) + (int)(y),          \
            default: (int)(x) + (double)(y)    \
        ),                                     \
        default: _Generic((y),                 \
            int: (double)(x) + (int)(y),       \
            default: (double)(x) + (double)(y) \
        )                                      \
    )

int main() {
    int    i1 = 10;
    int    i2 = 20;
    double d1 = 3.14;
    double d2 = 2.71;

    printf("%d + %d = %d\n", i1, i2, add(i1, i2));  // 整数加法
    printf("%f + %f = %f\n", d1, d2, add(d1, d2));  // 浮点数加法
    printf("%d + %f = %f\n", i1, d2, add(i1, d2));  // 混合加法
}