旧的GCC扩展:操作符<?, > ?, < ?=, > ?＝

在非常旧的GCC版本中，有操作符<?, > ?(看这里，它是在c++中，但我认为它当时也适用于C扩展) 我还见过操作符<?=, > ?=对应于赋值语句。

操作数只计算一次，甚至允许使用非常短的赋值语句。与常见的最小/最大赋值相比，它非常短。没有什么比这更好的了。

这些是以下内容的简写:

min(a, b)   ===   a < b ? a : b   ===   a <? b;
max(a, b)   ===   a > b ? a : b   ===   a >? b;
a = min(a, b);   ===   if(b < a) a = b;   ===   a <?= b;
a = max(a, b);   ===   if(b > a) a = b;   ===   a >?= b;

求最小值非常简洁:

int find_min(const int* ints, int num_ints)
{
    assert(num_ints > 0);
    int min = ints[0];
    for(int i = 1; i < num_ints; ++i)
        min <?= ints[i];
    return min;
}

我希望有一天GCC会用到这些运算符，因为我认为这些运算符很有天赋。

避免使用非标准编译器扩展，在纯标准C语言中实现完全类型安全的宏(ISO 9899:2011)。

解决方案

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

#define ENSURE_int(i)   _Generic((i), int:   (i))
#define ENSURE_float(f) _Generic((f), float: (f))


#define MAX(type, x, y) \
  (type)GENERIC_MAX(ENSURE_##type(x), ENSURE_##type(y))

使用

MAX(int, 2, 3)

解释

宏MAX基于类型参数创建另一个宏。如果为给定类型实现了此控制宏，则用于检查两个参数的类型是否正确。如果不支持该类型，则会出现编译器错误。

如果x或y的类型不正确，则ENSURE_宏中将出现编译器错误。如果支持更多类型，可以添加更多这样的宏。我假设只有算术类型(整数，浮点数，指针等)将被使用，而不是结构体或数组等。

如果所有类型都正确，将调用GENERIC_MAX宏。每个宏参数周围都需要额外的括号，这是编写C宏时通常的标准预防措施。

然后是c语言中隐式类型提升的常见问题。?:操作符平衡了第2和第3个操作数。例如，GENERIC_MAX(my_char1, my_char2)的结果将是一个int型。为了防止宏执行这种潜在危险的类型提升，使用了最终类型转换为预期类型。

基本原理

我们希望宏的两个参数具有相同的类型。如果其中一个是不同类型的，则宏不再是类型安全的，因为像?:这样的操作符将产生隐式类型提升。正因为如此，我们还总是需要将最终结果转换回上面解释的预期类型。

只有一个参数的宏可以用更简单的方式编写。但是对于2个或更多的参数，就需要包含一个额外的类型参数。因为不幸的是，这样的事情是不可能的:

// this won't work
#define MAX(x, y)                                  \
  _Generic((x),                                    \
           int: GENERIC_MAX(x, ENSURE_int(y))      \
           float: GENERIC_MAX(x, ENSURE_float(y))  \
          )

问题是，如果上面的宏被调用为带有两个int的MAX(1,2)，它仍然会尝试宏展开_Generic关联列表的所有可能场景。因此ENSURE_float宏也会被展开，尽管它与int无关。由于该宏有意只包含float类型，因此代码无法编译。

为了解决这个问题，我在预处理器阶段使用##操作符创建了宏名，这样就不会意外地展开宏。

例子

#include <stdio.h>

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

#define ENSURE_int(i)   _Generic((i), int:   (i))
#define ENSURE_float(f) _Generic((f), float: (f))


#define MAX(type, x, y) \
  (type)GENERIC_MAX(ENSURE_##type(x), ENSURE_##type(y))

int main (void)
{
  int    ia = 1,    ib = 2;
  float  fa = 3.0f, fb = 4.0f;
  double da = 5.0,  db = 6.0;

  printf("%d\n", MAX(int,   ia, ib)); // ok
  printf("%f\n", MAX(float, fa, fb)); // ok

//printf("%d\n", MAX(int,   ia, fa));  compiler error, one of the types is wrong
//printf("%f\n", MAX(float, fa, ib));  compiler error, one of the types is wrong
//printf("%f\n", MAX(double, fa, fb)); compiler error, the specified type is wrong
//printf("%f\n", MAX(float, da, db));  compiler error, one of the types is wrong

//printf("%d\n", MAX(unsigned int, ia, ib)); // wont get away with this either
//printf("%d\n", MAX(int32_t, ia, ib)); // wont get away with this either
  return 0;
}

在c++中有std::min和std::max，但是在C标准库中没有等价的。你可以自己用宏来定义它们

#define MAX(x, y) (((x) > (y)) ? (x) : (y))
#define MIN(x, y) (((x) < (y)) ? (x) : (y))

但是，如果您编写MAX(++a， ++b)这样的代码，就会出现问题。

我将避免同时将MIN和MAX定义为预处理器宏。 即使改进了实现，避免了双重评估，即。

#define max(a,b) \
   ({ __typeof__ (a) _a = (a); \
       __typeof__ (b) _b = (b); \
     _a > _b ? _a : _b; })

当您尝试在函数之外使用此函数(参见这里的示例)或在此答案中引用的变量阴影时，您会遇到其他问题，例如编译器错误。

如果你迫切需要宏所带来的性能优势，即代码内联，可以将它们实现为内联函数。大多数现代编译器都支持内联。比如像这样

inline int32_t MAX(int32_t a, int32_t b) { return((a) > (b) ? a : b); }
inline int32_t MIN(int32_t a, int32_t b) { return((a) < (b) ? a : b); }

(更多)

你必须为你需要的每一种数据类型实现一个变体，但通常你会使用有限的一组数据类型。话虽如此，请记住比较浮点数有它自己的怪癖，你需要比上面更复杂的代码(参见这里的讨论)。

C语言中的MIN和MAX定义在哪里?

他们不是。

实现这些的最好方法是什么，尽可能的泛型和类型安全(主流编译器的编译器扩展/内置首选)。

作为功能。我不会使用像#define MIN(X, Y) (((X) < (Y))这样的宏?(X):(Y))，特别是如果您计划部署您的代码。要么写你自己的，使用标准的fmax或fmin，或者在GCC语句表达式中使用GCC的typeof(你也会得到类型安全奖励)修复宏:

 #define max(a,b) \
   ({ __typeof__ (a) _a = (a); \
       __typeof__ (b) _b = (b); \
     _a > _b ? _a : _b; })

每个人都说“哦，我知道双重求值，这没问题”，几个月后，你会连续几个小时调试最愚蠢的问题。

注意使用__typeof__而不是typeof:

如果你正在写一个头文件 必须工作时，包括在ISO C 程序，写__typeof__而不是 typeof。

我知道那家伙说"C"… 但如果有机会，请使用c++模板:

template<class T> T min(T a, T b) { return a < b ? a : b; }

类型安全，其他注释中提到的++没有问题。