Как добиться перегрузки функции в C? - PullRequest
224 голосов
/ 26 января 2009

Есть ли способ добиться перегрузки функции в C? Я смотрю на простые функции, которые будут перегружены, как

foo (int a)  
foo (char b)  
foo (float c , int d)

Я думаю, что нет прямого пути; Я ищу обходные пути, если таковые существуют.

Ответы [ 14 ]

207 голосов
/ 30 июля 2014

Да!

За время, прошедшее после того, как этот вопрос был задан, стандарт C (без расширений) фактически получил поддержку перегрузки функций (не операторов), благодаря добавлению ключевого слова _Generic в C11. (поддерживается в GCC начиная с версии 4.9)

(Перегрузка на самом деле не является «встроенной» в способе, показанном в вопросе, но реализовать что-то, что так работает, очень просто.)

_Generic - оператор времени компиляции в том же семействе, что и sizeof и _Alignof. Это описано в стандартном разделе 6.5.1.1. Он принимает два основных параметра: выражение (которое не будет оцениваться во время выполнения) и список ассоциаций типа / выражения, который немного похож на блок switch. _Generic получает общий тип выражения и затем «переключает» его, чтобы выбрать выражение конечного результата в списке для его типа:

_Generic(1, float: 2.0,
            char *: "2",
            int: 2,
            default: get_two_object());

Приведенное выше выражение имеет значение 2 - тип управляющего выражения int, поэтому в качестве значения выбирается выражение, связанное с int. Ничего из этого не остается во время выполнения. (Предложение default является необязательным: если вы не включите его, а тип не будет совпадать, это приведет к ошибке компиляции.)

Способ, которым это полезно для перегрузки функций, заключается в том, что он может быть вставлен препроцессором C и выбирать выражение результата на основе типа аргументов, передаваемых управляющему макросу. Итак (пример из стандарта C):

#define cbrt(X) _Generic((X),                \
                         long double: cbrtl, \
                         default: cbrt,      \
                         float: cbrtf        \
                         )(X)

Этот макрос реализует перегруженную операцию cbrt, отправляя тип аргумента макросу, выбирая соответствующую функцию реализации, а затем передавая исходный аргумент макроса этой функции.

Итак, чтобы реализовать ваш оригинальный пример, мы могли бы сделать это:

foo_int (int a)  
foo_char (char b)  
foo_float_int (float c , int d)

#define foo(_1, ...) _Generic((_1),                                  \
                              int: foo_int,                          \
                              char: foo_char,                        \
                              float: _Generic((FIRST(__VA_ARGS__,)), \
                                     int: foo_float_int))(_1, __VA_ARGS__)
#define FIRST(A, ...) A

В этом случае мы могли бы использовать default: ассоциацию для третьего случая, но это не демонстрирует, как распространить принцип на несколько аргументов. Конечным результатом является то, что вы можете использовать foo(...) в своем коде, не беспокоясь (много [1]) о типе его аргументов.


Для более сложных ситуаций, например Функции, перегружающие большее количество аргументов или изменяющиеся числа, вы можете использовать служебные макросы для автоматической генерации статических структур диспетчеризации:

void print_ii(int a, int b) { printf("int, int\n"); }
void print_di(double a, int b) { printf("double, int\n"); }
void print_iii(int a, int b, int c) { printf("int, int, int\n"); }
void print_default(void) { printf("unknown arguments\n"); }

#define print(...) OVERLOAD(print, (__VA_ARGS__), \
    (print_ii, (int, int)), \
    (print_di, (double, int)), \
    (print_iii, (int, int, int)) \
)

#define OVERLOAD_ARG_TYPES (int, double)
#define OVERLOAD_FUNCTIONS (print)
#include "activate-overloads.h"

int main(void) {
    print(44, 47);   // prints "int, int"
    print(4.4, 47);  // prints "double, int"
    print(1, 2, 3);  // prints "int, int, int"
    print("");       // prints "unknown arguments"
}

( реализация здесь ) Поэтому, приложив некоторые усилия, вы можете уменьшить количество шаблонов, чтобы они выглядели почти как язык с встроенной поддержкой перегрузки.

Кроме того, уже было возможно перегрузить число аргументов (не тип) в C99.


[1] обратите внимание, что способ, которым C оценивает типы, может сбить вас с толку. Он выберет foo_int, если вы попытаетесь передать ему символьный литерал, например, , и вам нужно немного помешать , если вы хотите, чтобы ваши перегрузки поддерживали строковые литералы. Тем не менее, в целом довольно круто.

120 голосов
/ 26 января 2009

Есть несколько возможностей:

  1. функции стиля printf (введите в качестве аргумента)
  2. функции стиля opengl (введите имя функции)
  3. c подмножеством c ++ (если вы можете использовать компилятор c ++)
75 голосов
/ 26 января 2009

Как уже говорилось, перегрузка в том смысле, который вы имеете в виду, не поддерживается C. Обычной идиомой для решения проблемы является то, что функция принимает теговое объединение . Это реализуется с помощью параметра struct, где сам struct состоит из некоторого типа индикатора типа, такого как enum и union различных типов значений. Пример:

#include <stdio.h>

typedef enum {
    T_INT,
    T_FLOAT,
    T_CHAR,
} my_type;

typedef struct {
    my_type type;
    union {
        int a; 
        float b; 
        char c;
    } my_union;
} my_struct;

void set_overload (my_struct *whatever) 
{
    switch (whatever->type) 
    {
        case T_INT:
            whatever->my_union.a = 1;
            break;
        case T_FLOAT:
            whatever->my_union.b = 2.0;
            break;
        case T_CHAR:
            whatever->my_union.c = '3';
    }
}

void printf_overload (my_struct *whatever) {
    switch (whatever->type) 
    {
        case T_INT:
            printf("%d\n", whatever->my_union.a);
            break;
        case T_FLOAT:
            printf("%f\n", whatever->my_union.b);
            break;
        case T_CHAR:
            printf("%c\n", whatever->my_union.c);
            break;
    }

}

int main (int argc, char* argv[])
{
    my_struct s;

    s.type=T_INT;
    set_overload(&s);
    printf_overload(&s);

    s.type=T_FLOAT;
    set_overload(&s);
    printf_overload(&s);

    s.type=T_CHAR;
    set_overload(&s);
    printf_overload(&s); 
}
19 голосов
/ 15 июня 2010

Если ваш компилятор - gcc, и вы не возражаете делать обновления рук каждый раз, когда добавляете новую перегрузку, вы можете сделать некоторую макро-магию и получить желаемый результат с точки зрения вызывающих, писать не так приятно но это возможно

посмотрите на __builtin_types_compatible_p, затем используйте его для определения макроса, который делает что-то вроде

#define foo(a) \
((__builtin_types_compatible_p(int, a)?foo(a):(__builtin_types_compatible_p(float, a)?foo(a):)

но да противно, просто не

РЕДАКТИРОВАТЬ: C1X будет получать поддержку универсальных выражений типов, они выглядят так:

#define cbrt(X) _Generic((X), long double: cbrtl, \
                              default: cbrt, \
                              float: cbrtf)(X)
17 голосов
/ 26 июля 2015

Вот самый ясный и краткий пример, который я нашел, демонстрирующий перегрузку функций в C:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int addi(int a, int b) {
    return a + b;
}

char *adds(char *a, char *b) {
    char *res = malloc(strlen(a) + strlen(b) + 1);
    strcpy(res, a);
    strcat(res, b);
    return res;
}

#define add(a, b) _Generic(a, int: addi, char*: adds)(a, b)

int main(void) {
    int a = 1, b = 2;
    printf("%d\n", add(a, b)); // 3

    char *c = "hello ", *d = "world";
    printf("%s\n", add(c, d)); // hello world

    return 0;
}

https://gist.github.com/barosl/e0af4a92b2b8cabd05a7

13 голосов
/ 22 октября 2012

Да, вроде.

Вот вам пример:

void printA(int a){
printf("Hello world from printA : %d\n",a);
}

void printB(const char *buff){
printf("Hello world from printB : %s\n",buff);
}

#define Max_ITEMS() 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0 
#define __VA_ARG_N(_1, _2, _3, _4, _5, _6, N, ...) N
#define _Num_ARGS_(...) __VA_ARG_N(__VA_ARGS__) 
#define NUM_ARGS(...) (_Num_ARGS_(_0, ## __VA_ARGS__, Max_ITEMS()) - 1) 
#define CHECK_ARGS_MAX_LIMIT(t) if(NUM_ARGS(args)>t)
#define CHECK_ARGS_MIN_LIMIT(t) if(NUM_ARGS(args) 
#define print(x , args ...) \
CHECK_ARGS_MIN_LIMIT(1) printf("error");fflush(stdout); \
CHECK_ARGS_MAX_LIMIT(4) printf("error");fflush(stdout); \
({ \
if (__builtin_types_compatible_p (typeof (x), int)) \
printA(x, ##args); \
else \
printB (x,##args); \
})

int main(int argc, char** argv) {
    int a=0;
    print(a);
    print("hello");
    return (EXIT_SUCCESS);
}

Он выведет 0 и привет .. из printA и printB.

11 голосов
/ 18 сентября 2013

Это может не помочь вообще, но если вы используете clang, вы можете использовать атрибут overloadable - Это работает даже при компиляции как C

http://clang.llvm.org/docs/AttributeReference.html#overloadable

Заголовок

extern void DecodeImageNow(CGImageRef image, CGContextRef usingContext) __attribute__((overloadable));
extern void DecodeImageNow(CGImageRef image) __attribute__((overloadable));

Осуществление

void __attribute__((overloadable)) DecodeImageNow(CGImageRef image, CGContextRef usingContext { ... }
void __attribute__((overloadable)) DecodeImageNow(CGImageRef image) { ... }
11 голосов
/ 26 января 2009

Следующий подход аналогичен a2800276 , но с добавлением некоторой макро-магии C99:

// we need `size_t`
#include <stddef.h>

// argument types to accept
enum sum_arg_types { SUM_LONG, SUM_ULONG, SUM_DOUBLE };

// a structure to hold an argument
struct sum_arg
{
    enum sum_arg_types type;
    union
    {
        long as_long;
        unsigned long as_ulong;
        double as_double;
    } value;
};

// determine an array's size
#define count(ARRAY) ((sizeof (ARRAY))/(sizeof *(ARRAY)))

// this is how our function will be called
#define sum(...) _sum(count(sum_args(__VA_ARGS__)), sum_args(__VA_ARGS__))

// create an array of `struct sum_arg`
#define sum_args(...) ((struct sum_arg []){ __VA_ARGS__ })

// create initializers for the arguments
#define sum_long(VALUE) { SUM_LONG, { .as_long = (VALUE) } }
#define sum_ulong(VALUE) { SUM_ULONG, { .as_ulong = (VALUE) } }
#define sum_double(VALUE) { SUM_DOUBLE, { .as_double = (VALUE) } }

// our polymorphic function
long double _sum(size_t count, struct sum_arg * args)
{
    long double value = 0;

    for(size_t i = 0; i < count; ++i)
    {
        switch(args[i].type)
        {
            case SUM_LONG:
            value += args[i].value.as_long;
            break;

            case SUM_ULONG:
            value += args[i].value.as_ulong;
            break;

            case SUM_DOUBLE:
            value += args[i].value.as_double;
            break;
        }
    }

    return value;
}

// let's see if it works

#include <stdio.h>

int main()
{
    unsigned long foo = -1;
    long double value = sum(sum_long(42), sum_ulong(foo), sum_double(1e10));
    printf("%Le\n", value);
    return 0;
}
10 голосов
/ 26 января 2009

В том смысле, что вы имеете в виду - нет, вы не можете.

Вы можете объявить va_arg функцию как

void my_func(char* format, ...);

, но вам нужно будет передать некоторую информацию о количестве переменных и их типах в первом аргументе - как printf() делает.

6 голосов
/ 26 января 2009

Обычно бородавка для обозначения типа добавляется или добавляется к имени. С некоторыми макросами можно обойтись, но это скорее зависит от того, что вы пытаетесь сделать. В Си нет полиморфизма, только принуждение.

Простые общие операции можно выполнить с помощью макросов:

#define max(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))

Если ваш компилятор поддерживает typeof , в макрос можно добавить более сложные операции. Затем вы можете иметь символ foo (x) для поддержки одной и той же операции разных типов, но вы не можете изменять поведение между различными перегрузками. Если вам нужны реальные функции, а не макросы, возможно, вы сможете вставить тип в имя и использовать для этого второе вставление (я не пробовал).

...