C 宏 _Generic 给出了意外的编译器错误

Question

使用 gcc.exe（Rev3，由 MSYS2 项目构建）8.2.0.

我试图构建一个宏来自动在两种类型之间进行类型转换，其中两个参数永远不应该是同一类型。我的问题是如果我不包含相同类型的情况，编译器会抛出错误。我想要的：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
// Macro to return string based on two different types
#define bob( to, from ) \
    _Generic( to , \
    int32_t: _Generic(from,  \
      int16_t: "s-l", \
      int8_t:  "c-l" ) , \
    int16_t: _Generic(from, \
      int32_t: "l-s", \
      int8_t:  "c-s") , \
    int8_t:_Generic(from, \
      int32_t: "l-c",  \
      int16_t: "s-c")  \
    )

    void main(void)
    {
        int32_t i1;
        int16_t s1;
        int8_t  c1;

        printf("%s\n", bob(i1,s1));
        printf("%s\n", bob(i1,c1));
        printf("%s\n", bob(s1,c1));
        printf("%s\n", bob(s1,i1));
        printf("%s\n", bob(c1,s1));
        printf("%s\n", bob(c1,s1));

    }

$ gcc gbug.c -o gbug.exe
gbug.c: In function 'main':
gbug.c:23:27: error: '_Generic' selector of type 'short int' is not compatible with any association
     printf("%s\n", bob(i1,s1));
                           ^~
gbug.c:9:19: note: in definition of macro 'bob'
 int16_t: _Generic(from, \
                   ^~~~
gbug.c:24:27: error: '_Generic' selector of type 'signed char' is not compatible with any association
     printf("%s\n", bob(i1,c1));
                           ^~
gbug.c:12:17: note: in definition of macro 'bob'
 int8_t:_Generic(from, \
                 ^~~~
gbug.c:25:27: error: '_Generic' selector of type 'signed char' is not compatible with any association
     printf("%s\n", bob(s1,c1));
                           ^~
gbug.c:12:17: note: in definition of macro 'bob'
 int8_t:_Generic(from, \
                 ^~~~
gbug.c:26:27: error: '_Generic' selector of type 'int' is not compatible with any association
     printf("%s\n", bob(s1,i1));
                           ^~
gbug.c:6:19: note: in definition of macro 'bob'
 int32_t: _Generic(from,  \
                   ^~~~
gbug.c:27:27: error: '_Generic' selector of type 'short int' is not compatible with any association
     printf("%s\n", bob(c1,s1));
                           ^~
gbug.c:9:19: note: in definition of macro 'bob'
 int16_t: _Generic(from, \
                   ^~~~
gbug.c:28:27: error: '_Generic' selector of type 'short int' is not compatible with any association
     printf("%s\n", bob(c1,s1));
                           ^~
gbug.c:9:19: note: in definition of macro 'bob'
 int16_t: _Generic(from, \

这个例子是我发现会失败的最简单的例子。

如果我像这样添加 "same type" 转换行：

#define bob( to, from ) \
_Generic( to , \
int32_t: _Generic(from,  \
  int16_t: "s-l", \
  int32_t: "bug", \
  int8_t: "c-l" ) , \
int16_t: _Generic(from, \
  int32_t: "l-s", \
  int16_t: "bug", \
  int8_t: "c-s") , \
int8_t:_Generic(from, \
  int32_t: "l-c",  \
  int8_t: "bug", \
  int16_t: "s-c")  \
)

它构建并运行了预期的结果：

$ ./gbug.exe
s-l
c-l
c-s
l-s
s-c
s-c

验证我没有使用宏来扩展任何相同类型的条件。我知道 _Generic 不是字符串替换宏，但我还认为，如果您可以在没有默认情况下使用它，如果您使用未知类型（或不受支持的类型组合，这是我想要的行为），它会正确地抛出编译错误) 就像预处理器混淆了两个宏参数。

编辑：所以我有了更好的理解（请参阅下面的回答），但如果两个参数类型相同，我仍然希望让宏抛出编译错误。到目前为止，我有一个技巧来强制 link 错误，这仍然比运行时错误更好。

Answer 1

问题是泛型选择的每个分支都必须有效，即使它们没有被评估。

例如，你的第一个宏：

bob(i1, s1)

扩展为（为清楚起见添加的类型）：

_Generic( ((int32_t) i1),
  int32_t: _Generic( ((int16_t) s1),
    int16_t: "s-l",
    int8_t:  "c-l" ),
  int16_t: _Generic( ((int16_t) s1),  // The error is here
    int32_t: "l-s",
    int8_t:  "c-s"),
  int8_t:_Generic( ((int16_t) s1),
    int32_t: "l-c",
    int16_t: "s-c")
)

显然 uint32_t 分支是有效的：它只选择 "s-l"。但是 int16_t 分支不是有效的，因为 from （int16_t 本身）没有相应的分支。

在这种特殊情况下，添加一个什么也不做的自转换运算符不会有什么坏处。

Answer 2

A-Ha Moment，感谢 John Bollinger 的评论。

如果我手动将宏展开为代码：

void main(void)
{
    int32_t i1;
    int16_t s1;
    int8_t  c1;

    printf("%s\n", 
    _Generic( i1 , int32_t: _Generic(s1, int16_t: "s-l", int8_t: "c-l" ), 
                   int16_t: _Generic(s1, int32_t: "l-s", int8_t: "c-s" ),   // <-- No int16_t here
                   int8_t:  _Generic(s1, int32_t: "l-c", int16_t: "s-c") ) );

}

很明显，除非删除未采用的路径，否则这将无法编译，我想这不会发生。

所以我猜错误条件的默认大小写是正确的方法？

编辑：所以我仍然没有弄清楚如何让默认情况下抛出编译器错误，但是我发现如果我在默认情况下调用一个不存在的函数，它会编译但会抛出如果我违反了我试图执行的规则，则会出现链接器错误。不是很好，但总比运行时错误好。

char *this_function_does_not_exist(); // fake function prototype
#define bob( to, from ) \
    _Generic( to , \
    int32_t: _Generic(from,  \
      default: this_function_does_not_exist(), \
      int16_t: "s-l", \
      int8_t:  "c-l" ) , \
    int16_t: _Generic(from, \
      default: this_function_does_not_exist(), \
      int32_t: "l-s", \
      int8_t:  "c-s") , \
    int8_t:_Generic(from, \
      default: this_function_does_not_exist(), \
      int32_t: "l-c",  \
      int16_t: "s-c")  \
    )

如果阅读本文的任何人有更好的 C11 方法来有效地将 _Static_assert 嵌入到 _Generic 中，请告诉我。（我知道我可以在 _Static_assert 中嵌入一个 _Generic，它变得非常丑陋，我不想维护重复的逻辑）

C 宏 _Generic 给出了意外的编译器错误

C macro _Generic gives unexpected compiler error

c

c-preprocessor

c11