适用于 C 中任何类型的交换函数答案

【问题标题】：Swap function that works for any types in C适用于 C 中任何类型的交换函数
【发布时间】：2021-04-05 05:26:28
【问题描述】：

我不知道这是否可能，但我正在尝试做一个 swap 函数，它交换两个变量并适用于任何类型的变量，只要要交换的两个变量是相同的类型，我确实是使用void * 类型：

#include <limits.h>
#include <stdio.h>

void ft_swap(void **a, void **b)
{
    void    *tmp;

    tmp = *a;
    *a = *b;
    *b = tmp;
}

int main(void)
{
    int a = 5;
    int b = INT_MAX;
    unsigned long c = 10;
    unsigned long d = ULONG_MAX;

    printf("BEFORE\na = %d\nb = %d\nc = %zu\nd = %zu\n", a, b, c, d);
    ft_swap((void **)&a, (void **)&b);
    ft_swap((void **)&c, (void **)&d);
    printf("AFTER\na = %d\nb = %d\nc = %zu\nd = %zu\n", a, b, c, d);
    return (0);
}

输出是：

BEFORE
a = 5
b = 2147483647
c = 10
d = 18446744073709551615
AFTER
a = 0
b = 5
c = 18446744073709551615
d = 10

我知道 void * 类型的大小与 unsigned long 相同，但是有人可以解释一下我的 int 变量有什么问题吗，对我来说它应该可以工作，因为 int 是一个较小的类型？ 5 被交换了，但是 INT_MAX 变成了 0，这里发生了什么？

编辑：我做了一个你告诉我的版本：使用 long long 指针，但它也不起作用，它改变了 int 的值。

【问题讨论】：

如果void * 在您的系统上大于int，例如大多数 64 位系统是 8 字节而不是 4 字节，您只需覆盖 a 和 b 之后发生在内存中的任何内容的 4 字节。如果它们相邻，则其中一个可能会覆盖另一个。
我会使用unsigned long long * 而不是void *。但是没关系，hwat，只要您不传递 sizeinfo，此函数将主要调用未定义的行为。
实际上，sizeof(void *) 不必与sizeof(unsigned long) 相同。尝试使用 MSVC 编译器在 64 位 Windows 系统上执行此操作，它会崩溃。实际上，正如您所指出的，在实际类型与 sizeof(void *) 不同的任何情况下，它都会崩溃。
如果你想要一个通用的 integer 类型，它可以适应各种整数和指针，使用例如uintptr_t 代替。但为了“正确”解决您的问题，我建议您改为对generic selection 进行一些研究。
(void **) 强制转换用于迫使编译器接受您的代码，这强烈表明存在问题。

标签： c

【解决方案1】：

你的交换函数完全没有意义（我什至无法猜测它背后的想法是什么）。

您的函数必须知道对对象的引用及其大小。然后需要复制它们占用的内存。

这里你有一个更正确的：

void swap(void *d1, void *d2, size_t size)
{
    unsigned char temp[size];

    memcpy(temp, d1, size);
    memcpy(d1, d2, size);
    memcpy(d2, temp, size);
}

struct st
{
    int a;
    double b;
    char c[10];
};

int main(void)
{
    int a = 5;
    int b = INT_MAX;
    unsigned long c = 10;
    unsigned long d = ULONG_MAX;
    struct st x = {1,2.0, "text1"};
    struct st y = {5,20.0, "text2"};


    printf("BEFORE\na = %d\nb = %d\nc = %zu\nd = %zu\n", a, b, c, d);
    swap(&a, &b, sizeof(a));
    swap(&c, &d, sizeof(c));
    printf("AFTER\na = %d\nb = %d\nc = %zu\nd = %zu\n", a, b, c, d);
    printf("struct before: %d %f %s, %d %f %s\n", x.a, x.b, x.c, y.a, y.b, y.c);
    swap(&x, &y, sizeof(x));
    printf("struct after: %d %f %s, %d %f %s\n", x.a, x.b, x.c, y.a, y.b, y.c);
    return (0);
}

https://godbolt.org/z/er95YYjca

【讨论】：