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本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「編程珠璣」，作者守望先生。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系編程珠璣公眾號。   

創(chuàng)新互聯(lián)服務(wù)項目包括湖南網(wǎng)站建設(shè)、湖南網(wǎng)站制作、湖南網(wǎng)頁制作以及湖南網(wǎng)絡(luò)營銷策劃等。多年來，我們專注于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，利用自身積累的技術(shù)優(yōu)勢、行業(yè)經(jīng)驗、深度合作伙伴關(guān)系等，向廣大中小型企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)等提供互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的解決方案，湖南網(wǎng)站推廣取得了明顯的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。目前，我們服務(wù)的客戶以成都為中心已經(jīng)輻射到湖南省份的部分城市，未來相信會繼續(xù)擴(kuò)大服務(wù)區(qū)域并繼續(xù)獲得客戶的支持與信任！

在回答標(biāo)題問題之前，先了解下什么是泛型編程。

泛型編程(generic programming)是程序設(shè)計語言的一種風(fēng)格或范式。泛型允許程序員在強(qiáng)類型程序設(shè)計語言中編寫代碼時使用一些以后才指定的類型，在實例化時作為參數(shù)指明這些類型。C++支持泛型編程，也就是模板，比如：

 
 
 

  
  
  
// 來源：公眾號【 編程珠璣】 
  
  
  
// 作者：守望先生 
  
  
  
#include  
  
  
  
template  
  
  
  
T add(T a,T b){ 
  
  
  
  T ret = a + b; 
  
  
  
  std::cout<< a << " + " << b <<" = " << ret << std::endl; 
  
  
  
  return ret; 
  
  
  
} 
  
  
  
int main(){ 
  
  
  
  add(1,2);  // 整數(shù)相加 
  
  
  
  add(1.2,2.3); // 浮點數(shù)相加 
  
  
  
  return 0; 
  
  
  
} 
 
 
 

運(yùn)行結(jié)果：

 
 
 

  
  
  
1 + 2 = 3 
  
  
  
1.2 + 2.3 = 3.5 
 
 
 

從上面的結(jié)果可以看到，對于調(diào)用add函數(shù)，如果傳入的是整型，則按照整型加法計算，如果是浮點數(shù)，則按照浮點數(shù)進(jìn)行加法計算。也就是說，add函數(shù)沒有針對特定類型(泛型)。

你同樣可以使用重載實現(xiàn)上面的功能，但是存在大量重復(fù)代碼。

C語言支持泛型編程嗎?

很遺憾，C語言本身不支持真正意義上的泛型編程，但是卻在一定程度上可以“實現(xiàn)泛型編程”。

_Generic關(guān)鍵字

_Generic是C11的關(guān)鍵字，通過該關(guān)鍵字可以有一個泛型表達(dá)式：

 
 
 

  
  
  
_Generic((value). int:"int", float:"float",char*:"char*",default:"other type") 
 
 
 

什么意思呢?如果value是int類型，那么表達(dá)式的值就是“int”，其他的以此類推?？雌饋硎遣皇呛蛃witch語句有點類似呢?

根據(jù)這個示例，我們來實現(xiàn)一個功能，打印變量或常量到底是什么類型：

 
 
 

  
  
  
// 來源：公眾號【編程珠璣】 
  
  
  
// 作者：守望先生 
  
  
  
#include  
  
  
  
#define TYPE(v) _Generic((v), \ 
  
  
  
    int:"int", \ 
  
  
  
    char:"char", \ 
  
  
  
    float:"float", \ 
  
  
  
    double:"double", \ 
  
  
  
    char*:"char*", \ 
  
  
  
    default:"other type") 
  
  
  
int main(void) 
  
  
  
{ 
  
  
  
    printf("1 + 2 type: %s\n",TYPE(1 + 2)); 
  
  
  
    printf("1/3 type: %s\n",TYPE(1/3)); 
  
  
  
    printf("2/3 type: %s\n",TYPE((float)2/3)); 
  
  
  
    printf("xxx type: %s\n",TYPE("xxx")); 
  
  
  
    return 0; 
  
  
  
} 
 
 
 

這里為了方便使用，我們通過define關(guān)鍵字，將泛型表達(dá)式簡化。

運(yùn)行結(jié)果：

 
 
 

  
  
  
1 + 2 type: int 
  
  
  
1/3 type: int 
  
  
  
2/3 type: float                                                         
  
  
  
xxx type: char* 
 
 
 

可以看到通過TYPE就可以獲得表達(dá)式的結(jié)果類型，這對初學(xué)者來說，可真是福音了。

泛型算法

既然C語言有_Generic關(guān)鍵字了，那么我們嘗試實現(xiàn)開頭C++示例代碼中的加法。看過上面的例子后，相信你已經(jīng)會了：

 
 
 

  
  
  
// 來源：公眾號【編程珠璣】 
  
  
  
// 作者：守望先生 
  
  
  
#include  
  
  
  
// int類型加法 
  
  
  
int addI(int a, int b) 
  
  
  
{ 
  
  
  
    printf("%d + %d = %d\n",a,b, a + b ); 
  
  
  
    return (a + b); 
  
  
  
} 
  
  
  
// double類型加法 
  
  
  
double addF(double a, double b) 
  
  
  
{ 
  
  
  
    printf("%f + %f = %f\n",a,b, a + b ); 
  
  
  
    return (a + b); 
  
  
  
} 
  
  
  
void unsupport(int a,int b) 
  
  
  
{ 
  
  
  
    printf("unsupport type\n"); 
  
  
  
} 
  
  
  
#define ADD(a,b) _Generic((a), \ 
  
  
  
    int:addI(a,b),\ 
  
  
  
    double:addF(a,b), \ 
  
  
  
    default:unsupport(a,b)) 
  
  
  
int main(void) 
  
  
  
{ 
  
  
  
    ADD(1 , 2); 
  
  
  
    ADD(1.1,2.2); 
  
  
  
    return 0; 
  
  
  
} 
 
 
 

觀察上面的代碼，我們注意到：

• 在這里，我們需要定義兩種類型的加法(實際上，通過C++的模板，由編譯器幫我們完成了這件事)，由于C語言中并不支持重載，因此兩個加法的函數(shù)名不一樣。
• 由于涉及參數(shù)有兩個，在做類型判斷時，如果兩個參數(shù)不一致，可能仍然存在編譯問題
• 調(diào)用者無需區(qū)分被加對象是什么類型，都可以統(tǒng)一使用ADD

C99的tgmath.h

前面說到，_Generic關(guān)鍵字在C11中才有，那么C99怎么辦呢?實際上，tgmath.h中提供了一些泛型類型宏，如果math.h的函數(shù)中定義了float，double和long double版本，tgmath就會提供一個泛型類型宏。效果和前面的例子一樣，舉個例子：

 
 
 

  
  
  
// 來源：公眾號【編程珠璣】 
  
  
  
// 作者：守望先生 
  
  
  
#include  
  
  
  
#include  
  
  
  
int main(void) 
  
  
  
{ 
  
  
  
    float f = 4.0f; 
  
  
  
    long double d = 1.44; 
  
  
  
    printf("%f\n",sqrt(f)); // 實際上調(diào)用了sqrtf 
  
  
  
    printf("%Lf\n",sqrt(d)); // 實際上調(diào)用了sqrtl 
  
  
  
    return 0; 
  
  
  
} 
 
 
 

編譯運(yùn)行結(jié)果：

 
 
 

  
  
  
2.000000 
  
  
  
1.200000 
 
 
 

但是不得不說，tgmath中提供的泛型宏也是有限的。

void *指針

眾所周知，C語言中void *指針是一種無類型指針，從這點看，也可以算是泛型指針了。而它的使用在C語言中是非常常見的，舉例來說，在《高級指針話題-函數(shù)指針》中，我們介紹了快速排序接口的使用，它的函數(shù)聲明是這樣的：

 
 
 

  
  
  
#include  
  
  
  
void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size, 
  
  
  
                  int (*compar)(const void *, const void *)); 
 
 
 

庫函數(shù)qsort實際上就是泛型排序算法了，它可以針對任何類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。當(dāng)然有一個前提，就是你需要按照它的協(xié)議，實現(xiàn)一個compar函數(shù)，用于比較大小。

像這樣類似的例子，C語言中還有很多，不過相比于其他語言，如C++中的模板，這種所謂的泛型，確實有些小巫見大巫了。

總結(jié)

C語言語法上本身基本不支持泛型編程，但是借助_Generic關(guān)鍵字和一些手段，可以實現(xiàn)泛型編程。

作者:守望，linux應(yīng)用開發(fā)者，目前在公眾號【編程珠璣】?分享Linux/C/C++/數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法/工具等原創(chuàng)技術(shù)文章和學(xué)習(xí)資源。

分享名稱：原來C語言還可以這樣實現(xiàn)“泛型編程”！
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