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這里有您想知道的互聯(lián)網(wǎng)營(yíng)銷解決方案
原來(lái)C語(yǔ)言還可以這樣實(shí)現(xiàn)“泛型編程”！

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「編程珠璣」，作者守望先生。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系編程珠璣公眾號(hào)。   

創(chuàng)新互聯(lián)服務(wù)項(xiàng)目包括湖南網(wǎng)站建設(shè)、湖南網(wǎng)站制作、湖南網(wǎng)頁(yè)制作以及湖南網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷策劃等。多年來(lái)，我們專注于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，利用自身積累的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)、深度合作伙伴關(guān)系等，向廣大中小型企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)等提供互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的解決方案，湖南網(wǎng)站推廣取得了明顯的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。目前，我們服務(wù)的客戶以成都為中心已經(jīng)輻射到湖南省份的部分城市，未來(lái)相信會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大服務(wù)區(qū)域并繼續(xù)獲得客戶的支持與信任！

在回答標(biāo)題問(wèn)題之前，先了解下什么是泛型編程。

泛型編程(generic programming)是程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的一種風(fēng)格或范式。泛型允許程序員在強(qiáng)類型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中編寫(xiě)代碼時(shí)使用一些以后才指定的類型，在實(shí)例化時(shí)作為參數(shù)指明這些類型。C++支持泛型編程，也就是模板，比如：

 
 
 
    
  
  
  
  1. // 來(lái)源：公眾號(hào)【 編程珠璣】 
    2. 
  
  
  
  2. // 作者：守望先生 
    3. 
  
  
  
  3. #include  
    4. 
  
  
  
  4. template  
    5. 
  
  
  
  5. T add(T a,T b){ 
    6. 
  
  
  
  6.   T ret = a + b; 
    7. 
  
  
  
  7.   std::cout<< a << " + " << b <<" = " << ret << std::endl; 
    8. 
  
  
  
  8.   return ret; 
    9. 
  
  
  
  9. } 
    10. 
  
  
  
  10. int main(){ 
    11. 
  
  
  
  11.   add(1,2);  // 整數(shù)相加 
    12. 
  
  
  
  12.   add(1.2,2.3); // 浮點(diǎn)數(shù)相加 
    13. 
  
  
  
  13.   return 0; 
    14. 
  
  
  
  14. } 
    15.

運(yùn)行結(jié)果：

 
 
 
    
  
  
  
  1. 1 + 2 = 3 
    2. 
  
  
  
  2. 1.2 + 2.3 = 3.5 
    3.

從上面的結(jié)果可以看到，對(duì)于調(diào)用add函數(shù)，如果傳入的是整型，則按照整型加法計(jì)算，如果是浮點(diǎn)數(shù)，則按照浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行加法計(jì)算。也就是說(shuō)，add函數(shù)沒(méi)有針對(duì)特定類型(泛型)。

你同樣可以使用重載實(shí)現(xiàn)上面的功能，但是存在大量重復(fù)代碼。

C語(yǔ)言支持泛型編程嗎?

很遺憾，C語(yǔ)言本身不支持真正意義上的泛型編程，但是卻在一定程度上可以“實(shí)現(xiàn)泛型編程”。

_Generic關(guān)鍵字

_Generic是C11的關(guān)鍵字，通過(guò)該關(guān)鍵字可以有一個(gè)泛型表達(dá)式：

 
 
 
    
  
  
  
  1. _Generic((value). int:"int", float:"float",char*:"char*",default:"other type") 
    2.

什么意思呢?如果value是int類型，那么表達(dá)式的值就是“int”，其他的以此類推?？雌饋?lái)是不是和switch語(yǔ)句有點(diǎn)類似呢?

根據(jù)這個(gè)示例，我們來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能，打印變量或常量到底是什么類型：

 
 
 
    
  
  
  
  1. // 來(lái)源：公眾號(hào)【編程珠璣】 
    2. 
  
  
  
  2. // 作者：守望先生 
    3. 
  
  
  
  3. #include  
    4. 
  
  
  
  4. #define TYPE(v) _Generic((v), \ 
    5. 
  
  
  
  5.     int:"int", \ 
    6. 
  
  
  
  6.     char:"char", \ 
    7. 
  
  
  
  7.     float:"float", \ 
    8. 
  
  
  
  8.     double:"double", \ 
    9. 
  
  
  
  9.     char*:"char*", \ 
    10. 
  
  
  
  10.     default:"other type") 
    11. 
  
  
  
  11. int main(void) 
    12. 
  
  
  
  12. { 
    13. 
  
  
  
  13.     printf("1 + 2 type: %s\n",TYPE(1 + 2)); 
    14. 
  
  
  
  14.     printf("1/3 type: %s\n",TYPE(1/3)); 
    15. 
  
  
  
  15.     printf("2/3 type: %s\n",TYPE((float)2/3)); 
    16. 
  
  
  
  16.     printf("xxx type: %s\n",TYPE("xxx")); 
    17. 
  
  
  
  17.     return 0; 
    18. 
  
  
  
  18. } 
    19.

這里為了方便使用，我們通過(guò)define關(guān)鍵字，將泛型表達(dá)式簡(jiǎn)化。

運(yùn)行結(jié)果：

 
 
 
    
  
  
  
  1. 1 + 2 type: int 
    2. 
  
  
  
  2. 1/3 type: int 
    3. 
  
  
  
  3. 2/3 type: float                                                         
    4. 
  
  
  
  4. xxx type: char* 
    5.

可以看到通過(guò)TYPE就可以獲得表達(dá)式的結(jié)果類型，這對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，可真是福音了。

泛型算法

既然C語(yǔ)言有_Generic關(guān)鍵字了，那么我們嘗試實(shí)現(xiàn)開(kāi)頭C++示例代碼中的加法?？催^(guò)上面的例子后，相信你已經(jīng)會(huì)了：

 
 
 
    
  
  
  
  1. // 來(lái)源：公眾號(hào)【編程珠璣】 
    2. 
  
  
  
  2. // 作者：守望先生 
    3. 
  
  
  
  3. #include  
    4. 
  
  
  
  4. // int類型加法 
    5. 
  
  
  
  5. int addI(int a, int b) 
    6. 
  
  
  
  6. { 
    7. 
  
  
  
  7.     printf("%d + %d = %d\n",a,b, a + b ); 
    8. 
  
  
  
  8.     return (a + b); 
    9. 
  
  
  
  9. } 
    10. 
  
  
  
  10. // double類型加法 
    11. 
  
  
  
  11. double addF(double a, double b) 
    12. 
  
  
  
  12. { 
    13. 
  
  
  
  13.     printf("%f + %f = %f\n",a,b, a + b ); 
    14. 
  
  
  
  14.     return (a + b); 
    15. 
  
  
  
  15. } 
    16. 
  
  
  
  16. void unsupport(int a,int b) 
    17. 
  
  
  
  17. { 
    18. 
  
  
  
  18.     printf("unsupport type\n"); 
    19. 
  
  
  
  19. } 
    20. 
  
  
  
  20. #define ADD(a,b) _Generic((a), \ 
    21. 
  
  
  
  21.     int:addI(a,b),\ 
    22. 
  
  
  
  22.     double:addF(a,b), \ 
    23. 
  
  
  
  23.     default:unsupport(a,b)) 
    24. 
  
  
  
  24. int main(void) 
    25. 
  
  
  
  25. { 
    26. 
  
  
  
  26.     ADD(1 , 2); 
    27. 
  
  
  
  27.     ADD(1.1,2.2); 
    28. 
  
  
  
  28.     return 0; 
    29. 
  
  
  
  29. } 
    30.

觀察上面的代碼，我們注意到：

  • 在這里，我們需要定義兩種類型的加法(實(shí)際上，通過(guò)C++的模板，由編譯器幫我們完成了這件事)，由于C語(yǔ)言中并不支持重載，因此兩個(gè)加法的函數(shù)名不一樣。
  • 由于涉及參數(shù)有兩個(gè)，在做類型判斷時(shí)，如果兩個(gè)參數(shù)不一致，可能仍然存在編譯問(wèn)題
  • 調(diào)用者無(wú)需區(qū)分被加對(duì)象是什么類型，都可以統(tǒng)一使用ADD

C99的tgmath.h

前面說(shuō)到，_Generic關(guān)鍵字在C11中才有，那么C99怎么辦呢?實(shí)際上，tgmath.h中提供了一些泛型類型宏，如果math.h的函數(shù)中定義了float，double和long double版本，tgmath就會(huì)提供一個(gè)泛型類型宏。效果和前面的例子一樣，舉個(gè)例子：

 
 
 
    
  
  
  
  1. // 來(lái)源：公眾號(hào)【編程珠璣】 
    2. 
  
  
  
  2. // 作者：守望先生 
    3. 
  
  
  
  3. #include  
    4. 
  
  
  
  4. #include  
    5. 
  
  
  
  5. int main(void) 
    6. 
  
  
  
  6. { 
    7. 
  
  
  
  7.     float f = 4.0f; 
    8. 
  
  
  
  8.     long double d = 1.44; 
    9. 
  
  
  
  9.     printf("%f\n",sqrt(f)); // 實(shí)際上調(diào)用了sqrtf 
    10. 
  
  
  
  10.     printf("%Lf\n",sqrt(d)); // 實(shí)際上調(diào)用了sqrtl 
    11. 
  
  
  
  11.     return 0; 
    12. 
  
  
  
  12. } 
    13.

編譯運(yùn)行結(jié)果：

 
 
 
    
  
  
  
  1. 2.000000 
    2. 
  
  
  
  2. 1.200000 
    3.

但是不得不說(shuō)，tgmath中提供的泛型宏也是有限的。

void *指針

眾所周知，C語(yǔ)言中void *指針是一種無(wú)類型指針，從這點(diǎn)看，也可以算是泛型指針了。而它的使用在C語(yǔ)言中是非常常見(jiàn)的，舉例來(lái)說(shuō)，在《高級(jí)指針話題-函數(shù)指針》中，我們介紹了快速排序接口的使用，它的函數(shù)聲明是這樣的：

 
 
 
    
  
  
  
  1. #include  
    2. 
  
  
  
  2. void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size, 
    3. 
  
  
  
  3.                   int (*compar)(const void *, const void *)); 
    4.

庫(kù)函數(shù)qsort實(shí)際上就是泛型排序算法了，它可以針對(duì)任何類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。當(dāng)然有一個(gè)前提，就是你需要按照它的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)一個(gè)compar函數(shù)，用于比較大小。

像這樣類似的例子，C語(yǔ)言中還有很多，不過(guò)相比于其他語(yǔ)言，如C++中的模板，這種所謂的泛型，確實(shí)有些小巫見(jiàn)大巫了。

總結(jié)

C語(yǔ)言語(yǔ)法上本身基本不支持泛型編程，但是借助_Generic關(guān)鍵字和一些手段，可以實(shí)現(xiàn)泛型編程。

作者:守望，linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)者，目前在公眾號(hào)【編程珠璣】?分享Linux/C/C++/數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法/工具等原創(chuàng)技術(shù)文章和學(xué)習(xí)資源。


文章標(biāo)題：原來(lái)C語(yǔ)言還可以這樣實(shí)現(xiàn)“泛型編程”！
文章轉(zhuǎn)載：http://m.5511xx.com/article/cdocsgo.html