21-泛型选择（C11）

16.6.7　泛型选择（C11）

在程序设计中，泛型编程（generic programming）指那些没有特定类型，但是一旦指定一种类型，就可以转换成指定类型的代码。例如，C++在模板中可以创建泛型算法，然后编译器根据指定的类型自动使用实例化代码。C没有这种功能。然而，C11新增了一种表达式，叫作泛型选择表达式（generic selection expression），可根据表达式的类型（即表达式的类型是 int 、 double 还是其他类型）选择一个值。泛型选择表达式不是预处理器指令，但是在一些泛型编程中它常用作 #define 宏定义的一部分。

下面是一个泛型选择表达式的示例：

_Generic(x, int: 0, float: 1, double: 2, default: 3)

_Generic 是C11的关键字。 _Generic 后面的圆括号中包含多个用逗号分隔的项。第1个项是一个表达式，后面的每个项都由一个类型、一个冒号和一个值组成，如 float: 1 。第1个项的类型匹配哪个标签，整个表达式的值是该标签后面的值。例如，假设上面表达式中 x 是 int 类型的变量， x 的类型匹配 int: 标签，那么整个表达式的值就是 0 。如果没有与类型匹配的标签，表达式的值就是 default: 标签后面的值。泛型选择语句与 switch 语句类似，只是前者用表达式的类型匹配标签，而后者用表达式的值匹配标签。

下面是一个把泛型选择语句和宏定义组合的例子：

#define MYTYPE(X) _Generic((X),\
　　 int: "int",\
　　 float : "float",\
　　 double: "double",\
　　 default: "other"\
)

宏必须定义为一条逻辑行，但是可以用 \ 把一条逻辑行分隔成多条物理行。在这种情况下，对泛型选择表达式求值得字符串。例如，对 MYTYPE(5) 求值得 "int" ，因为值 5 的类型与 int: 标签匹配。程序清单16.13演示了这种用法。

程序清单16.13　 mytype.c 程序

// mytype.c
#include <stdio.h>
#define MYTYPE(X) _Generic((X),\
　　 int: "int",\
　　 float : "float",\
　　 double: "double",\
　　 default: "other"\
)
int main(void)
{
　　 int d = 5;
　　 printf("%s\n", MYTYPE(d));　  　// d 是int类型
　　 printf("%s\n", MYTYPE(2.0*d));　// 2.0 * d 是double类型
　　 printf("%s\n", MYTYPE(3L));　 　// 3L 是long类型
　　 printf("%s\n", MYTYPE(&d));　 　// &d 的类型是 int *
　　 return 0;
}

下面是该程序的输出：

int
double
other
other

MYTYPE() 最后两个示例所用的类型与标签不匹配，所以打印默认的字符串。可以使用更多类型标签来扩展宏的能力，但是该程序主要是为了演示 _Generic 的基本工作原理。

对一个泛型选择表达式求值时，程序不会先对第一个项求值，它只确定类型。只有匹配标签的类型后才会对表达式求值。

可以像使用独立类型（“泛型”）函数那样使用 _Generic 定义宏。本章后面介绍 math 库时会给出一个示例。