1835_GCC中C语言typeof的使用

Grey

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1835_GCC中C语言typeof的使用

typeof是C语言中对数据类型的一种引用方法，目前看到的信息来看，并不是标准C中提供或者要求的内容。这个功能，其实是编译器提供的一种便捷的操作模式。而我看的资料中，这个功能在gcc中是有提供的。至于其他的编译器，是否也提供了类似的功能，这个还真不好讲。因此，利用这个功能相关的一些设计，我也暂时不会纳入到我自己的C语言工具箱中。

从哪里看到的这样的用法

最近从国科础石开放的开源项目中看到了一个RTOS，我获取了他仓库的代码。简单浏览看到了一个list.h，查看后是一个以内敛方式提供的一个链表操作。看到这样的设计的时候，我觉得很吸精，其实这种设计看上去有很好的通用性。而且，从注释看，其实这个设计也是来自于linux内核的。

上面是文件开头的部分，不仅看到了我说的拷贝的说明，而且也看到了我今天探索的这个功能。

资料整理过程说明

在此之前的确是没有用过 typeof ，先去看了一下这个文档。找到了如下链接：

Typeof (Using the GNU Compiler Collection (GCC))

这本身也是 gcc 的文档，查看上层的文档结构如下：

从这里可以看出来，这个是gcc对于C语言的扩展。从描述看，其实C99中是已经支持了这样的功能的，但是C99并不是标准C的来源，因此标准C来源的C90其实是不支持的。

要点细节分析

typeof (x[0](1))

x是一个函数指针数组，上面的功能实现的是获取对应函数返回值的类型。

typeof (int *)

一个指向整形的指针类型。

上面是文档中的两个例子，其实从这两个例子可以看得出来，这个typeof其实是可以快速构建出来一个新的隐藏式的数据类型的。这个构建的速度或者说便捷性是比typedef要快很多的。

更多探索以及效果分析

#define max(a,b) \
? ({ typeof (a) _a = (a); \
????? typeof (b) _b = (b); \
??? _a > _b ? _a : _b; })

这是另一个使用的示范，实现的是最大值求值的宏。这个设计相比不使用typeof实现的功能有点在于数据类型可以根据输入的信息进行动态的调整，达到“自适应”的效果，可以避免溢出等一系列的问题。

typeof (*x) y;

结合前面的分析，这一段代码快速定义了一个变量y，y是一个指向x类型的指针所指向的内容。也就是说，x本身是一个指针，而y相当于对这个指针类型的引用类型。

typeof (*x) y[4];

这个例子与上面功能类似，只是此时y是一个4个元素的数组。

typeof (typeof (char *)[4]) y;

这是一个双重的引用，首先里面的typeof实现了对于一个字符串指针的引用，接下来扩展为4元素数组。而这样的语义，进一步由外面的typeof来继承。最终，构建出来了y，表征一个四元素指针数组。

#define pointer(T)? typeof(T *)
#define array(T, N) typeof(T [N])

array (pointer (char), 4) y;

这样的一个语言元素的组合抽象，让整个数据对象的构建理解变得更加人性化。很容易理解最后行代码其实是定义了一个y，而y是一个4个char指针元素的数组。

小结

从上面的处理看，我觉得typeof的功能不仅仅是紧急应用，可以在typeof没有构建的情况下迅速组合出来新的数据类型引用方式，而且让语言的设计具备了更好的伸缩度。这不仅是typeof的一个变种或者替代品，有着更加灵活的方式。但是，这也不是在任何场景下都是最优秀的设计方案。如下的例子就是一个说明：

#define max(a,b) \
? ({ __auto_type _a = (a); \
????? __auto_type _b = (b); \
??? _a > _b ? _a : _b; })

这里有了一个新的max的实现方式，依然具有前面实现方式的优点。但是，这种使用方式会让max的组合调用有更好的处理方式。不会像typeof一样，多重组合调用会有指数型增长的调用展开消耗。什么是这种组合调用呢？大概的形式应该如下：

x = max(max(a, b), max(max(c, d), e));

这是很好的语言特性，这样的语言特性一定催进了很多信息化的发展。不过，在控制类的嵌入式领域之中，或许这种能力的展示显得过于滞后。至少目前为止，我还没有在项目应用中看到过这样的设计应用。