[C]什么是泛型选择

1 泛型编程

泛型编程（Generic Programming）是一种编程范式，旨在通过定义通用的算法和数据结构，使得这些算法和数据结构能够适用于不同的数据类型。它的核心思想是通过参数化类型来实现代码的复用和灵活性。

在泛型编程中，程序员可以编写与类型无关的代码，这些代码可以与任何类型一起工作，而不需要在编写代码时指定具体的类型。这使得代码更加通用、可维护，并减少了重复劳动。

虽然C语言本身不支持泛型编程，但是在C11标准中引入了一种称为“泛型选择”（_Generic）的机制，这使得C语言在一定程度上可以支持泛型编程，但它的功能相对简单，主要用于选择不同的代码段来处理不同类型的表达式。

2 泛型选择

泛型选择需要”_Generic”关键字支持，其是C11标准中的新特性，用于构造泛型选择表达式。通过泛型选择表达式，程序可以根据表达式的类型选择不同的执行代码段，从而实现了类似的泛型编程。以下是泛型选择表达式的通用语法结构：

_Generic(expression, type1: code1, type2: code2, ..., default: default_code)

• expression 是要根据其类型选择代码的表达式
• type1, type2, … 是数据类型
• code1, code2, … 是对应类型的代码块
• default_code 是可选的，作为默认处理路径，当表达式的类型不匹配任何指定类型时执行

3 功能示例

泛型选择表达式不是预处理指令，但是其通常用作为#define宏定义的一部分。泛型选择表达式和switch类似，不过前者用表达式的类型匹配标签,，后者用表达式的值匹配标签。

3.1 类型选择值

#include <stdio.h>

#define print_type(x) _Generic((x), \
                               int: "int", \
                               float: "float", \
                               double: "double", \
                               char*: "string", \
                               default: "unknown type")

int main(void) 
{
    int a = 5;
    float b = 3.14F;
    double c = 2.718;
    char* d = "Hello";

    printf("a is of type: %s\n", print_type(a)); // 输出 "a is of type: int"
    printf("b is of type: %s\n", print_type(b)); // 输出 "b is of type: float"
    printf("c is of type: %s\n", print_type(c)); // 输出 "c is of type: double"
    printf("d is of type: %s\n", print_type(d)); // 输出 "d is of type: string"

    return 0;
}

程序输出结果为：

a is of type: int
b is of type: float
c is of type: double
d is of type: string

3.2 类型选择函数

#include <stdio.h>

#define print(x) _Generic((x), \
                          int: print_int, \
                          double: print_double, \
                          default: print_unknown)(x)

void print_int(int x) {
    printf("Integer: %d\n", x);
}

void print_double(double x) {
    printf("Double: %f\n", x);
}

void print_unknown(void *x) {
    printf("Unknown type\n");
}

int main() {
    int a = 5;
    double b = 3.14;
    
    print(a); // Output: Integer: 5
    print(b); // Output: Double: 3.14

    // This will call print_unknown since 'char' is not defined in _Generic
    print('c'); // Output: Unknown type
    
    return 0;
}