检测宏参数是否为类型名

Question

在C11 / gnuC11中，可以编写一个宏，该宏分别返回值1或0的整数常量表达式，如果该宏参数是或不是类型名称，或者至少一个宏可以区分整数常量表达式和类型名称（即，如果可以检测到参数不是其中之一，则可以假设是另一个）？

#define IS_TYPENAME(X) /*???*/ 
_Static_assert( IS_TYPENAME(int), "" );
_Static_assert( !IS_TYPENAME(42), "" );

动机：

我的动机是用_Alignas 包装一个宏，如果建议的对齐方式（类型或整数表达式）小于当前_Alignas对齐方式（正常且对齐方式较小会导致错误），则该宏将不执行任何操作，因此我也想接受类型名称或整数expr，但现在我想简单地要求使用整数expr（您可以始终通过应用来从类型名称中获取整数_Alignof）。

Answer 1

为此，您需要检查参数是否为整数类型，并且需要检查它是类型还是表达式。

检查宏参数（可以是类型或表达式）是否为整数类型：

这可以通过 来完成_Generic。表达式_Generic不能包含两种相同的类型，因此如果仅与所有 stdint.h 类型进行比较就足够了。因为它们将与默认整数类型别名，但不会相互冲突（例如int和longmight）。

现在_Generic不接受类型作为操作数，因此您必须调整输入以始终成为表达式。

我刚才发明的技巧是利用括号运算符和强制转换运算符之间的歧义性，同时利用一元 + 和二元 + 运算符之间的歧义性。

鉴于(x)+0.

• 如果x是类型，()则成为强制转换运算符，并且+0是应用于整数常量的一元加法运算符。
• 如果x是一个表达式，它将被加上括号，然后+是二元加法运算符。

所以你可以这样做：

#define IS_INT(x) _Generic((x)+0, \
  uint8_t:  1, int8_t:  1,        \
  uint16_t: 1, int16_t: 1,        \
  uint32_t: 1, int32_t: 1,        \
  uint64_t: 1, int64_t: 1,        \
  default: 0)

这适用于所有整数、字符和浮点类型以及指针。它不适用于结构/联合类型（编译器错误）。它不适用于void*并且可能不适用于NULL（编译器错误，无法进行指针算术）。

检查宏参数（可能是类型或表达式）是否是表达式：

这也可以使用与上面相同的技巧来完成，即利用不同运算符之间的歧义性。例如：

#define IS_EXPR(x) (!!(x) + !(x) + 1 == 2)

• 如果x是一个非零整数常量表达式，我们得到1 + 0 + 1 = 2。
• 如果x是一个零整数常量表达式，我们得到0 + 1 + 1 = 2。
• 如果x是一个类型，我们就得到!!(int)+!(int)+1它等于0。两个 + 都是一元。

但这对浮点数和整数没有区别，所以我们需要将此技巧与宏结合起来IS_INT。

解决方案：

#define IS_INTCONSTEXPR(x) ( IS_INT(x) && IS_EXPR(x) )

包含测试用例的完整示例，如果整数常量表达式则打印 1，否则打印 0：

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

#define IS_INT(x) _Generic((x)+0, \
  uint8_t:  1, int8_t:  1,        \
  uint16_t: 1, int16_t: 1,        \
  uint32_t: 1, int32_t: 1,        \
  uint64_t: 1, int64_t: 1,        \
  default: 0)

#define IS_EXPR(x) (!!(x) + !(x) + 1 == 2)

#define IS_INTCONSTEXPR(x) ( IS_INT(x) && IS_EXPR(x) )


#define test(arg) printf("%d %s\n", IS_INTCONSTEXPR(arg),(#arg))

int main (void)
{
  test(42);
  test(sizeof(int));
  test(1+1);
  test(int);
  test(unsigned int);
  test(42.0);
  test(double);
  test(uint32_t);
  test(uint32_t*);
  test(_Bool);

  _Static_assert( !IS_INTCONSTEXPR(int), "" ); // OK, passed
  _Static_assert( IS_INTCONSTEXPR(42), "" );   // OK, passed

  return 0;
}

输出：

1 42
1 sizeof(int)
1 1+1
0 int
0 unsigned int
0 42.0
0 double
0 uint32_t
0 uint32_t*
0 _Bool