C11 _Generic 用法

Question

我正在尝试学习如何使用 "new" C11 通用表达式，但我运行撞墙了。

考虑以下代码：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

#define test(X, Y, c) \
    _Generic((X), \
        double:     _Generic((Y), \
                        double * :  test_double, \
                        default: test_double \
                    ), \
        int:        _Generic((Y), \
                        int * : test_int, \
                        default: test_int \
                    ) \
    ) (X, Y, c)


int test_double(double a, double *b, int c);
int test_int(int a, int *b, int c);

int test_double(double a, double *b, int c) { return 1; }
int test_int(int a, int *b, int c) { return 2; }

int main()
{
    double *t = malloc(sizeof(double));
    int *s = malloc(sizeof(int));
    int a1 = test(3.4, t, 1);
    int i = 3;
    int a2 = test(i, s, 1);
    printf("%d\t", a1);
    printf("%d\n", a2);
    return 0;
 }

一切正常，但我仍然不明白为什么“_Generic((Y), ...”中的那些默认情况是必要的，而我可以在“_Generic((X)”的末尾省略它, ..." 没有后果。

事实上，如果我删除这两个默认值，我会得到一个错误（gcc 5.4.0）说 "selector of type ‘double *’ is not compatible with any association" while macro-expanding " int a1 = test( 3.4, t, 1);"与 "int *" 相同，同时宏扩展 test(i, s, 1)

"default" 真的有必要吗？还是我遗漏了什么？在第一种情况下，到底为什么会这样？如果我只有 test_double 和 test_int 可以调用，为什么我要为一些永远不应该编译的东西设置默认情况？

Answer 1

发生这种情况显然是因为嵌套的 _Generic 选择。

问题在于，对于_Generic，必须在编译时为所有可能的泛型关联满足类型兼容性。即使只选择了一个关联，但未选择的那些仍然必须有一些兼容的关联。

关联默认处理与该 _Generic 选择的其余关联不兼容的每个关联。

假设您删除了 int: _Generic((Y), 上的默认关联。如果这样做，则会选择 double 关联，但 int 关联仍必须处理 double* 类型，这通常是默认完成的。在这种情况下，只有 int* 关联，它会输出错误。

Answer 2

TL;DR

选择发生在编译时，但这不意味着其他（未选择的）代码被丢弃。它仍然必须有效，这意味着 ...

If default is not used and none of the type-names are compatible with the type of the controlling expression, the program will not compile.

(Source)

这是一个令人惊讶的结果：

没有 "first Y" 的默认大小写：

#define test(X, Y, c) \
    _Generic((X), \
        double:     _Generic((Y), \
                        double * :  test_double \
                    ), \
        int:        _Generic((Y), \
                        int * : test_int, \
                        default: test_default \
                    ) \
    ) (X, Y, c)

我收到那个错误：

prog.c:6:30: error: '_Generic' selector of type 'int *' is not compatible with any association

请注意，它抱怨 int * 不兼容！为什么？好吧，让我们看看报告的行：

    int a2 = test(i, s, 1);

X 是 int 类型，Y 是 int *.

类型

现在是重要的部分：扩展无条件发生。因此，即使 X 是 int 类型，X 的第一个关联（当它是 double 类型时）也必须是一个格式良好的程序。因此，Y 是 int * 时，以下内容必须格式正确：

_Generic((Y), \
             double * :  test_double \
              ), \

而且由于 int * 不是 double *，事情就在这里中断了。

我只是在浏览标准（实际上是 N1570），但找不到任何 实际上准确指定此行为的内容 。我想在这种情况下可能会报告缺陷，标准对此过于模糊。我正在尝试这样做。

Answer 3

这是优先顺序。在您的代码中，两个 _Generic((Y) 在 _Generic((X) 之前是运行。它们在括号中。编译器急于运行 test(3.4, t, 1) 和 test(i, s, 1)。

我会稍微重写一下代码。

#define test(X, Y, c) \
    _Generic((X), \
        double:     _Generic((Y), \
                    double * :  test_double, \
                    default : test_error \
                ), \
        int:        _Generic((Y), \
                    int * : test_int, \
                    default : test_error \
                ) \
    ) (X, Y, c)

static void test_error(void)
{
    /* This function should be optimised away by compiler. */
    assert(0);
}

Answer 4

不幸的是，

_Generic 在标准中未指定。通常的解释似乎是未选择的情况下的表达式不能包含任何约束违规。

一个更简单的案例：

int main(void)
{
    int x;

    _Generic(0, int: x = 5, float: x = (void)0);
}

此代码在 gcc 中给出了约束违规，因为它对所有关联的表达式（而不仅仅是选定的表达式）执行约束检查，并且 x = (void)0 包含约束违规。

将此原则应用于没有默认大小写的代码，我们看到问题是当使用 Y 将宏实例化为声明为 int *s 的变量时，关联的表达式之一是 _Generic(s, double * : test_double)，这是违反约束的，因为没有匹配的大小写。

C11 _Generic 用法

C11 _Generic usage

c

generics

macros

default

c11

TL;DR