您如何将 _Generic 与 C 中 typedef-ed 的结构一起使用？

Question

我是 C 新手，目前正在通过在 C11 中使用 _Generic 来探索函数重载的概念。

在this SO post 中，@Lundin 提供了以下代码 sn-p，我运行起来没有任何问题：

#include <stdio.h>

void func_int (int x) { printf("%d\n", x); }
void func_char (char ch) { printf("%c\n", ch); }

#define func(param)          \
  _Generic((param),          \
    int:  func_int(param),   \
    char: func_char(param)); \

int main() 
{
  func(1);
  func((char){'A'});
}

@Lundin 还提到了以下内容：

一个更好的方法是用一个单一的函数接口 struct 参数，可以调整为包含所有必要的 参数。有了这样的界面就可以使用上面的简单方法 基于_Generic。类型安全且可维护。

所以我决定将上面的示例扩展到structs 以查看它的实际效果。

以下是我的尝试：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

typedef struct args_int Args_int;
typedef struct args_char Args_char;

void func_int(Args_int args);
void func_char(Args_char args);

struct args_int {
    int val;
};
struct args_char {
    char val;
};

#define func(param)\
    _Generic((param),\
        Args_int: func_int(param),\
        Args_char: func_char(param));


void func_int (Args_int args) {
    printf("%d\n", args.val);
}

void func_char (Args_char args) {
    printf("%c\n", args.val);
}

int main(void) {
    Args_char args = {0};
    args.val = 'A';
    func(args);
}

但是，不幸的是，我收到以下编译错误，它抱怨我在编译器期望 Args_int 时传入了 Args_char。显然，我的意图是传递一个Args_char，而我的期望是调用func_char。

struct_args_by_val_executable.c:35:10: error: passing 'Args_char' (aka 'struct args_char') to parameter of incompatible type 'Args_int' (aka 'struct args_int')
    func(args);
         ^~~~
struct_args_by_val_executable.c:20:28: note: expanded from macro 'func'
        Args_int: func_int(param),\
                           ^~~~~
struct_args_by_val_executable.c:24:25: note: passing argument to parameter 'args' here
void func_int (Args_int args) {
                        ^
1 error generated.

为什么我的示例没有按预期工作？这里的解决方法是什么？

在相关说明中，我设法让“指向结构的指针”版本正常工作，如下所示。但是，鉴于上述编译错误，我觉得这可能是侥幸？

#include <stdio.h>

typedef struct args_int Args_int;
typedef struct args_char Args_char;

void func_int(Args_int *args);
void func_char(Args_char *args);

struct args_int {
    int val;
};
struct args_char {
    char val;
};

#define func(param)\
    _Generic((param),\
        Args_int*: func_int(param),\
        Args_char*: func_char(param));


void func_int (Args_int *args) {
    printf("%d\n", args->val);
}

void func_char (Args_char *args) {
    printf("%c\n", args->val);
}

int main(void) {
    Args_char args = {0};
    args.val = 'A';
    func(&args);
}

上面的输出如预期：

A

Answer 1

问题在于_Generic 中使用的所有 表达式必须有效。 在您的示例宏中，func 扩展为：

int main(void) {
    Args_char args = {0};
    args.val = 'A';
    _Generic(args,
             Args_int: func_int(args),
             Args_char: func_char(args));
}

请注意，将func_int(args) 用于args（即Args_char）会导致错误。

解决方案是使用_Generic 选择一个函数指针，然后对其应用参数。

#define func(param)                       \
    _Generic((param),                     \
             Args_int: func_int,          \
             Args_char: func_char) (param)

Answer 2

只是为了“记录”发布这个：

这实际上不是你在那里找到的我的一个很好的代码示例！正如@tstanisl 刚刚在他们的回答中提到的那样，将参数列表包含在_Generic 子句之外会更好（我会接受那个作为您问题的答案）。这就是 C 委员会打算使用该功能的方式，您可以在标准本身中找到此类示例，例如 6.5.1：

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

您找到的代码 sn-p 很幸运，因为 char 和 int 在调用函数时可以“像通过赋值一样”相互转换。当使用两个不能被隐式转换的不兼容类型时，宏会为错误的类型错误地展开。

我现在更新了https://stackoverflow.com/a/44633838/584518 以使用它：

#define func(param)          \
  _Generic((param),          \
    int:  func_int,          \
    char: func_char)(param)  \