C11 _Generic 用法

C11 _Generic usage

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?

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。

TL;DR

选择发生在编译时,但这 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);

Xint 类型,Yint *.

类型

现在是重要的部分:扩展无条件发生。因此,即使 Xint 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,Yint * 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。

这是优先顺序。在您的代码中,两个 _Generic((Y)_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)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);
}
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。