c - 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，它可以假设它是另一个)？

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

动机:

我的动机是包装 _Aligna s 带有一个宏，如果建议的对齐方式(类型或整数表达式)小于当前的对齐方式(正常 _Alignas，较小的对齐方式会导致错误)，那么我也想接受一个类型名或整数 expr，但现在我认为只需要一个整数 expr(您始终可以通过应用 _Alignof 从类型名中获取)将是更简单/更清晰的方法。

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 来完成。 _Generic 表达式不能包含两种相同的类型，因此如果您仅与所有 stdint.h 类型进行比较就足够了。因为这些将与默认整数类型别名，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。

我刚才发明的技巧，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，() 成为转换运算符，而 +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+ 是二元加法运算符。

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/union 类型(编译器错误)。它不适用于 void* 并且可能不适用于 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)是否是表达式:

这也可以使用与上面相同的技巧来完成，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 等于 0。 + 都是一元的。

虽然这对 float 和整数没有区别，所以我们需要将这个技巧与 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