检测宏参数是否为类型名

Question

在 C11/gnuC11 中，如果宏参数是或不是类型名称，或者至少一个宏可以区分整数常量表达式和typenames（即，如果可以检测到参数不是其中之一，则可以假定它是另一个）？

#define IS_TYPENAME(X) /*???*/ 
_Static_assert( IS_TYPENAME(int), "" );
_Static_assert( !IS_TYPENAME(42), "" );

动机：

我的动机是用一个宏包装_Alignas，如果建议的对齐方式（类型或整数表达式）小于当前对齐方式（正常的_Alignas，使用较小的对齐方式会导致错误），该宏将什么也不做) 所以我也想接受类型名或整数 expr，但现在我想只需要一个整数 expr（你总是可以通过应用 _Alignof 从类型名中获取）将是更简单/更清晰的方法走。

Answer 1

为此，您需要检查参数是否为整数类型，并且需要检查它是类型还是表达式。

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检查宏参数（可能是类型或表达式）是否为整数类型：

这可以通过_Generic 完成。 _Generic 表达式不能包含两种相同的类型，因此如果仅与所有 stdint.h 类型进行比较就足够了。因为这些将使用默认整数类型别名，但不会相互冲突（例如 int 和 long 可能）。

现在_Generic 不接受类型作为操作数，因此您必须调整输入以始终成为表达式。

我刚才发明的窍门，是利用括号运算符和强制转换运算符之间的歧义，同时利用一元+和二元+运算符之间的歧义。

给定(x)+0。

• 如果x 是一个类型，() 成为强制转换运算符，+0 是应用于整数常量的一元加法运算符。
• 如果x 是一个表达式，它将被加括号，然后+ 是二进制加法运算符。

所以你可以这样做：

#define IS_INT(x) _Generic((x)+0, \
  uint8_t:  1, int8_t:  1,        \
  uint16_t: 1, int16_t: 1,        \
  uint32_t: 1, int32_t: 1,        \
  uint64_t: 1, int64_t: 1,        \
  default: 0)

这适用于所有整数、字符和浮点类型，以及指针。它不适用于结构/联合类型（编译器错误）。它不适用于void*，也可能不适用于NULL（编译器错误，无法进行指针运算）。

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检查宏参数（可能是类型或表达式）是否为表达式：

这也可以使用与上述相同的技巧来完成，使用不同运算符之间的歧义。例如：

#define IS_EXPR(x) (!!(x) + !(x) + 1 == 2)

• 如果x 是一个非零整数常量表达式，我们得到1 + 0 + 1 = 2。
• 如果x 是一个零整数常量表达式，我们得到0 + 1 + 1 = 2。
• 如果x 是一个类型，我们得到!!(int)+!(int)+1，它等于0。两个 + 都是一元的。

不过，浮点数和整数之间没有区别，因此我们需要将此技巧与 IS_INT 宏结合起来。

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解决方案：

#define IS_INTCONSTEXPR(x) ( IS_INT(x) && IS_EXPR(x) )

带有测试用例的完整示例，如果整数常量表达式打印 1，否则打印 0：

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

#define IS_INT(x) _Generic((x)+0, \
  uint8_t:  1, int8_t:  1,        \
  uint16_t: 1, int16_t: 1,        \
  uint32_t: 1, int32_t: 1,        \
  uint64_t: 1, int64_t: 1,        \
  default: 0)

#define IS_EXPR(x) (!!(x) + !(x) + 1 == 2)

#define IS_INTCONSTEXPR(x) ( IS_INT(x) && IS_EXPR(x) )


#define test(arg) printf("%d %s\n", IS_INTCONSTEXPR(arg),(#arg))

int main (void)
{
  test(42);
  test(sizeof(int));
  test(1+1);
  test(int);
  test(unsigned int);
  test(42.0);
  test(double);
  test(uint32_t);
  test(uint32_t*);
  test(_Bool);

  _Static_assert( !IS_INTCONSTEXPR(int), "" ); // OK, passed
  _Static_assert( IS_INTCONSTEXPR(42), "" );   // OK, passed

  return 0;
}

输出：

1 42
1 sizeof(int)
1 1+1
0 int
0 unsigned int
0 42.0
0 double
0 uint32_t
0 uint32_t*
0 _Bool