C型双关语问题

Question

如何使以下函数对 uint8_t、uint16_t、uint32_t、int8_t、int16_t、int32_t 和 float_t 通用？

我不喜欢在每种情况下都重复相同的逻辑，正如你所看到的。每种情况下的唯一区别是演员表。

理想情况下，我希望有一个符合 C 标准并因此具有可移植性的解决方案。欢迎任何想法。

谢谢。

static bool_t IsWithinLimits(const dbKey_t *key, const void *data)
{
    bool_t isWithinLimits = TRUE;
    limits_t limits = getDefinedLimits(key);

    switch(key->type)
    {
      case TYPE_UINT8:
        if((*(const UINT8*)data > (UINT8)limits.max) || (*(const UINT8*)data < (UINT8)limits.min))
        {
          isWithinLimits = FALSE;
        }
        break;

      case TYPE_UINT16:
        if((*(UINT16*)pData > (UINT16)limits.max) || (*(UINT16*)data < (UINT16)limits.min))
        {
          isWithinLimits = FALSE;
        }
        break;

      case TYPE_UINT32:
       ...
       break;

      case TYPE_INT8:
       ...
       break;

      case TYPE_INT16:
       ...
       break;

      case TYPE_INT32:
       ...
       break;

      case TYPE_FLOAT:
       ...
       break;
    }

  return isWithinLimits;
}

Answer 1

为什么不使用宏？

#define DO_MY_WORK(TYPE)\
  if((*(TYPE*)pData > (TYPE)tLimits.zMax) || (*(TYPE*)pData < (TYPE)tLimits.zMin))\
  {\
      isWithinLimits = FALSE;\
  }

Answer 2

在 C 语言中进行这样的泛型编程并不容易。如果您担心维护问题，那么这可能是适合使用宏的极少数情况。

Answer 3

该标准的下一个修订版 (C1x) 将增加对类型泛型表达式的支持（来自维基百科的示例）：

#define cbrt(X) _Generic((X), long double: cbrtl, \
                              default: cbrt, \
                              float: cbrtf)(X)

gcc 有一些初步的 C1x 支持。我认为 _Generic 尚不支持，但请记住以备不时之需。

Answer 4

好吧，你可以提取演员表：

int64_t loadptr_uint8(const void *p)  {
    return *(uint8_t*)p;
}
int64_t convert_uint8(int64_t val) {
    return (uint8_t)val;
}

int testLimits(const limits_t *plimits, const void *pData, int64_t(*loadptr)(void*), int64_t (*convert)(int64_t)) {
    return loadptr(pData) <= convert(limits->max) && loadptr(pData) >= convert(limits->min);
}

switch(key->type) {
    case TYPE_UINT8:
        isWithinLimits = testLimits(&limits, pData, loadptr_uint8, convert_uint8);
        break;
    // etc
}

或者，如果各种类型形成一个从 0 开始的连续值范围，您甚至可以创建两个函数指针数组并执行以下操作：

bool isWithinLimits = testLimits(&limits, pData, loadptrs[key->type], converts[key->type]);

注意事项：

• 您仍然需要为每种类型编写两个函数，尽管如果您愿意，它们很容易宏生成。
• 这个小代码似乎并不值得。
• 我选择了int64_t，因为它能够表示您使用的所有整数类型的所有值，因此转换为int64_t 永远不会丢弃信息，也永远不会改变与做相关的比较结果源类型中的相同比较。但是如果你还想覆盖uint64_t，那么你不能对所有东西都使用相同的类型，因为没有整数类型可以表示所有整数类型的所有值。您还需要为float 提供一个单独的testLimitsf 函数，可能使用long double 作为通用类型以实现未来的灵活性。
• [编辑：我刚刚意识到，假设 IEEE-754，double 实际上可以准确地表示您使用的所有类型的所有值。因此，如果有轻微的可移植性限制，您可以使用testLimitsf 处理所有内容并处理双打]
• 您确定在比较之前将其转换为（例如）uint8_t 值得吗？该值在uint8_t 的范围内，在这种情况下您不需要转换，您只需进行比较即可。否则该值不在范围内，在这种情况下，模减少使比较有点毫无意义，除非在 0 和 -1 的特殊情况下。所以它可能是值得的，如果你没有说明的话，但它对我来说看起来很可疑。
• 您在评论中说：“我正在努力提高该功能的效率”。这可能与此相反。在逻辑上可以内联 testLimits 以及对 switch 中的转换函数的调用，但我不会指望它。