在 C 中传递 Void 类型参数

Question

您好，我正在使用 C 语言进行赋值，我需要将未知类型的参数传递给函数。

例如，假设我有以下内容：

int changeCount(void* element)
{
    element.Count = element.Count++;

    return 1;

}

变量元素之所以为void，是因为有3种可能性。然而，所有 3 个都有一个名为“Count”的成员变量。

当我尝试编译我在 Eclipese 中编写的实际代码时，我收到以下错误：

错误：对成员“计数”的请求 不是结构或联合的东西

我猜这是因为编译器事先不知道“元素”的类型。但是我不明白为什么这不起作用。

感谢您的帮助！

Answer 1

您需要将指针转换为这 3 种类型之一，然后使用它。比如：

MyType* p = (MyType*)element;
p->count++;

但是，您需要确定要转换的对象的类型，因为将对象转换为错误的类型可能很危险。

Answer 2

首先，您传入一个指向 void 的指针，这对于未知类型是一种有效的方法，但您需要传入指向不同对象类型的指针。

C 不是动态语言，因此符号类型信息在运行前会大量删除，因此当您说您的三种类型都有成员 Count 时，这对您的函数设计没有帮助。

访问Count 的唯一方法是在使用-> 或(*element).Count 解除引用之前将void* 参数转换为正确的指针类型（即不仅仅是.）。

除非您依赖于具有兼容布局的类型（这可能取决于实现），否则您还需要传递一些东西来帮助您的函数确定要执行的正确转换。在这一点上，使用三个独立的函数和更好的类型安全性可能会更好。

Answer 3

您必须将其转换为实际类型，但如果结构体在同一位置没有 count 属性，您可能会得到意想不到的结果。

typedef struct _A 
{
    int count;
    int x;
}A;
int changeCount(void* element)
{
    ((A*)element)->Count++;

    return 1;

}

还请记住，如果您将指针传递给如下所示的结构，您将增加 x 字段而不是计数。

typedef struct _B 
{
    int x;      
    int count;

}B;

    B st;
    B* pst = &st;
    changeCount(pst);

Answer 4

使用演员表。

ClassName(element).count++

还有你的 element.Count = element.Count++;行是多余的，你只需要做 element.count++（将值加一）

Answer 5

这正是问题所在：

我猜这正在发生 因为编译器不知道 事先输入“元素”的类型。然而 我不明白为什么这不起作用。

按名称调用方法或成员数据通常不是静态类型语言的特性。

即使 void * 也只能可靠地转换为 T *，其中 T 是一种类型，而指针实际上是指向该类型的指针。

在 C++ 中，一种可能性是让所有三种类型都继承自同一个虚拟低音类 X，该类 X 具有方法 Count（即接口 ICountable）。然后投射到X * 并使用p->Count。这将是惯用的 C++ - 所有类都实现相同的接口，因此它们都支持这种方法。这将是一种语言支持的方法，类似于依赖于 Tommy McGuire 的回答中显示的相同结构偏移技巧，这使得所有结构都相似按照惯例。如果您要更改结构，或者编译器要偏离布局结构的标准，那么您将陷入困境。

我不禁认为这是一个玩具问题，因为该方法非常简单，通常不会将其包装在函数中 - 只需将其称为内联：T t; t.Count++;。

Answer 6

如果.Count 元素对于这三种类型中的每一种都属于同一类型，那么您也可以使用宏。假设它是 int，你可以这样做：

#define changeCount(a) _changeCount((a), &(a)->Count)

int _changeCount(void* element, int *count)
{
  (*count)++;
  return 1;
}

这会起作用，因为a.Count 地址将在您调用函数时被解析，而不是在之后（当您不再知道类型时）。我假设您在调用该函数时具有正确的类型。所以Sometype x; changeCount(x); 会起作用，但是传递已经是(void*) 的东西不会。

你原来的表达element.Count = element.Count++;也很奇怪。如果要增加，请使用element.Count++ 或element.Count = element.Count + 1。

Answer 7

编译时，C 会丢弃[1] 大部分类型信息，只留下偏移量。所以，你的函数会编译成类似这样的伪代码：

changeCount:
  assign *(*(stack_ptr + offset_element) + offset_Count) + 1
    to *(stack_ptr + offset_element) + offset_Count;
  assign 1 to return_value;
  pop

stack_ptr是调用changeCount时创建的栈帧的位置，offset_element是元素参数的位置，相对于stack_ptr，但是offset_Count是什么？请记住，编译器对您的代码的所有了解就是您在示例中显示的内容； element 是一个通用指针，实际上并不是指向任何东西的指针。您必须通过强制转换或将其分配给变量[2]来告诉编译器指向的元素：

typedef struct { int Count; } counted_t;
int changeCount(void* element)
{
    counted_t* counted = element;
    counted.Count++;
    return 1;
}

此函数将生成与上述基本相同的（伪）代码，但编译器现在知道 Count 的偏移量应该是多少。

您提到元素指向的类型有三种可能性。有几种处理方法：一个显着的联合或一个“继承”的结构。对于一个有区别的联合使用，比如说，一个结构，一个元素是一个枚举，标识三个可能性中的哪一个，另一个元素是三个可能结构的联合；这大致就是 ML 语言（OCaml、Haskell 等）所称的代数数据类型或 Pascal 中的联合。对于“继承”，您可以使用类型定义：

typedef struct { counted_t counted; int i; } counted_int_t;
typedef struct { counted_t counted; double d; } counted_double_t;
typedef struct { counted_t counted; char* s; } counted_charptr_t;

在这种情况下，您可以使用上面的 changeCount 函数并传入指向 counted_int_t、counted_double_t 或 counted_charptr_t 的指针。

发生的情况是，只要 counted_t 元素在前，编译器就会将三个结构与“后代”结构中的 Count 元素布置在同一位置。 （至少，在我用过的每一个编译器和我见过的每一段代码中。我认为这在某些时候使它成为了 C 标准，但这是一个非常正常的习语。）

[1] 调试信息除外，如果您已告诉编译器发出它。但是，您的程序将无权访问该信息，因此在这种情况下无济于事。

[2] x++ (postincrement) 操作递增它所应用的变量（嗯，左值）；原代码中的赋值是不必要的。