Lấy loại biến trong mã C

Question

Có cách nào để tôi có thể khám phá loại biến tự động trong C, hoặc thông qua một số cơ chế trong chính chương trình, hoặc - nhiều khả năng - thông qua quá trình biên dịch trước kịch bản sử dụng trình biên dịch đi đến điểm mà nó đã phân tích các biến và gán cho chúng các kiểu của chúng? Tôi đang tìm kiếm các đề xuất chung về điều này. Dưới đây là nền tảng về những gì tôi cần và lý do tại sao.

Tôi muốn thay đổi ngữ nghĩa của điều khoản giảm OpenMP. Tại thời điểm này, có vẻ như đơn giản nhất là thay thế mệnh đề trong mã nguồn (thông qua một kịch bản lệnh) bằng một cuộc gọi đến một hàm, và sau đó tôi có thể định nghĩa hàm để thực hiện các ngữ nghĩa giảm mà tôi muốn. Ví dụ, kịch bản của tôi sẽ chuyển đổi này

#pragma omp parallel for reduction(+:x) 

vào đây:

my_reduction(PLUS, &x, sizeof(x)); 
#pragma omp parallel for 

ở đâu, trước đó, tôi có (nói)

enum reduction_op {PLUS, MINUS, TIMES, AND, 
    OR, BIT_AND, BIT_OR, BIT_XOR, /* ... */}; 

Và my_reduction có chữ ký

void my_reduction(enum reduction_op op, void * var, size_t size); 

Trong số các t khác hings, my_reduction sẽ phải áp dụng hoạt động bổ sung cho biến giảm như lập trình ban đầu đã dự định. Nhưng chức năng của tôi không thể biết làm thế nào để làm điều này một cách chính xác. Đặc biệt, mặc dù nó biết loại hoạt động (PLUS), vị trí của biến gốc (var) và kích thước của loại biến, nó không biết chính loại của biến đó. Đặc biệt, nó không biết liệu var có loại tích phân hay dấu phẩy động hay không. Từ POV cấp thấp, hoạt động bổ sung cho hai loại loại này hoàn toàn khác nhau.

Nếu chỉ nhà điều hành không chuẩn typeof, GCC hỗ trợ, sẽ hoạt động theo cách sizeof hoạt động - trả về một số loại biến - tôi có thể giải quyết vấn đề này dễ dàng. Nhưng typeof không thực sự thích sizeof: nó chỉ có thể được sử dụng, rõ ràng, trong các khai báo giá trị l.

Bây giờ, trình biên dịch rõ ràng không biết loại x trước khi nó kết thúc việc tạo mã thực thi. Điều này khiến tôi tự hỏi liệu bằng cách nào đó tôi có thể tận dụng bộ phân tích cú pháp của GCC, chỉ để lấy kiểu của x và chuyển nó vào kịch bản của tôi, và sau đó chạy GCC một lần nữa, tất cả các cách, để biên dịch mã nguồn thay đổi của tôi. Sau đó, nó sẽ đủ đơn giản để khai báo

enum var_type { INT8, UINT8, INT16, UINT16, /* ,..., */ FLOAT, DOUBLE}; 
void my_reduction(enum reduction_op op, void * var, enum var_type vtype); 

Và my_reduction có thể truyền một cách thích hợp trước khi dereferencing và áp dụng toán tử.

Như bạn có thể thấy, tôi đang cố gắng tạo ra một loại cơ chế "cử đi" trong C. Tại sao không chỉ sử dụng quá tải C++? Bởi vì dự án của tôi hạn chế tôi làm việc với mã nguồn kế thừa được viết bằng C. Tôi có thể thay đổi mã tự động bằng một tập lệnh, nhưng tôi không thể viết lại nó thành một ngôn ngữ khác.

Cảm ơn!

Answer 1

GCC cung cấp phần mở rộng typeof. Nó không phải là tiêu chuẩn, nhưng đủ phổ biến (một số trình biên dịch khác, ví dụ: clang/llvm, có nó).

Bạn có thể xem xét tùy chỉnh GCC bằng cách mở rộng nó bằng MELT (một ngôn ngữ cụ thể của miền để mở rộng GCC) để phù hợp với mục đích của bạn.

Answer 2

Bạn cũng có thể xem xét tùy chỉnh GCC bằng plugin hoặc tiện ích mở rộng MELT cho nhu cầu của mình. Tuy nhiên, điều này đòi hỏi phải hiểu một số biểu diễn bên trong GCC (Gimple, Tree) phức tạp (vì vậy sẽ mất ít nhất một ngày làm việc).

Nhưng các loại là một điều chỉ biên dịch trong C. Chúng không được thống nhất.

Answer 3

C không thực sự có cách để thực hiện việc này ở thời gian biên dịch trước khi trừ khi bạn viết một loạt các macro. Tôi sẽ không khuyên lũ của phương pháp macro, nó sẽ cơ bản đi như thế này:

void int_reduction (enum reduction_op op, void * var, size_t size); 

#define reduction(type,op,var,size) type##_reduction(op, var, size) 

... 
reduction(int, PLUS, &x, sizeof(x)); // function call 

Lưu ý rằng đây là thực tế rất xấu và chỉ nên được sử dụng như phương sách cuối cùng khi duy trì mã di sản kém bằng văn bản, nếu ngay cả sau đó. Không có sự an toàn về loại hoặc các bảo đảm khác như vậy với phương pháp này.

Một cách tiếp cận an toàn hơn là để gọi một cách rõ ràng int_reduction() từ người gọi, hoặc để gọi một chức năng chung mà quyết định các loại trong thời gian chạy:

void reduction (enum type, enum reduction_op op, void * var, size_t size) 
{ 
    switch(type) 
    { 
    case INT_TYPE: 
     int_reduction(op, var, size); 
     break; 
    ... 
    } 
} 

Nếu int_reduction được inlined và khác nhau tối ưu hóa khác được thực hiện, đánh giá thời gian chạy này không nhất thiết phải chậm hơn nhiều so với các macro bị xáo trộn, nhưng nó an toàn hơn nhiều.

Answer 4

C11 _Generic không phải là một giải pháp trực tiếp, nhưng nó cho phép bạn để đạt được kết quả mong muốn nếu bạn là bệnh nhân để mã hóa tất cả các loại như trong:

#define typename(x) _Generic((x), \ 
    int:  "int", \ 
    float: "float", \ 
    default: "other") 

int i; 
float f; 
void* v; 
assert(strcmp(typename(i), "int") == 0); 
assert(strcmp(typename(f), "float") == 0); 
assert(strcmp(typename(i), "other") == 0); 

Một điểm khởi đầu tốt với tấn các loại có thể được tìm thấy in this answer.

GCC chỉ thêm hỗ trợ trong 4.9.

Answer 5

Bạn có thể sử dụng hàm sizeof để xác định loại, để biến không xác định loại là var. sau đó

if(sizeof(var)==sizeof(char)) 
     printf("char"); 
    else if(sizeof(var)==sizeof(int)) 
     printf("int"); 
    else if(sizeof(var)==sizeof(double)) 
     printf("double"); 

Bạn sẽ gặp phải các biến chứng khi hai hoặc nhiều loại chính có cùng kích thước.