如何验证 void 指针 (void *) 是否是两种数据类型之一？

Question

我正在编写一个函数，我想接受 2 个types 参数。

• string (char *)
• structure，其中将有 n 个元素。

为了实现这一点，我正在考虑使用简单的void * 作为参数类型。但是我不知道如何安全地验证参数是一种类型还是另一种类型。

Answer 1

我建议您使用以下内容来包装您的论点：

#include <stdio.h>

struct WrappedArg{
    int Type;
    void* Pointer;
};
typedef struct WrappedArg WrappedArg;


struct Other_Structure{
    int x, y, z;
};
typedef struct Other_Structure Other_Structure;


void Our_Function(void* data){
    WrappedArg* translated_data = (WrappedArg*) data;

    if(translated_data->Type == 0){

        // print srting, if string passed
        printf("You passed string: %s\n", (char*) translated_data->Pointer);
        

    } else {

        // recreate structure_data from pointer
        Other_Structure* structure_data = (Other_Structure*)translated_data->Pointer;
        printf("You passed sructure with x, y, z: %d, %d, %d\n",
            structure_data->x, structure_data->y, structure_data->z);
        
    }
}


int main(){
    Other_Structure structure_data = {1,2,3};
    char* string_data = "Hi there!";

    WrappedArg arguments = {
        0, // type
        string_data
    };
    Our_Function((void*)&arguments);

    // OR

    arguments.Type = 1;
    arguments.Pointer = &structure_data;

    Our_Function((void*)&arguments);

    return 0;
}

Answer 2

void* 对于泛型编程有点不推荐使用，如今您应该使用它们的情况并不多。它们很危险，因为它们导致不存在的类型安全。正如您所指出的，您还会丢失类型信息，这意味着您必须在 enum 和 void* 周围拖动一些麻烦。

相反，您应该使用 C11 _Generic，它可以在编译时检查类型并添加类型安全性。示例：

#include <stdio.h>

typedef struct
{
  int n;
} s_t; // some struct

void func_str (const char* str)
{
  printf("Doing string stuff: %s\n", str);
}

void func_s (const s_t* s)
{
  printf("Doing struct stuff: %d\n", s->n);
}

#define func(x) _Generic((x),              \
  char*: func_str, const char*: func_str,  \
  s_t*:  func_s,   const s_t*:  func_s)(x) \


int main()
{
  char str[] = "I'm a string";
  s_t s = { .n = 123 };

  func(str);
  func(&s); 
}

记得提供您希望支持的所有类型的合格 (const) 版本。

---

如果您希望在调用者传递错误类型时出现更好的编译器错误，您可以添加静态断言：

#define type_check(x) _Static_assert(_Generic((x), \
  char*:   1,  const char*: 1,  \
  s_t*:    1,  const s_t*:  1,  \
  default: 0), #x": incorrect type.")

#define func(x) do{ type_check(x); _Generic((x),     \
  char*: func_str, const char*: func_str,            \
  s_t*:  func_s,   const s_t*:  func_s)(x); }while(0) 

如果您尝试int x; func(x); 之类的操作，您将收到编译器消息"x: incorrect type"。

Answer 3

void*的翻译是
“亲爱的编译器，这是一个指针，对此没有额外的信息。”。

通常编译器比你（程序员）更了解，因为他获得的信息更早并且仍然记得，而你可能已经忘记了。
但在这种特殊情况下，你知道得更好或需要知道得更好。在void* 的所有情况下，信息都可以通过其他方式获得，但仅限于“碰巧知道”的程序员。因此，程序员必须将信息提供给编译器——或者更好地提供给正在运行的程序，因为void* 的一个优点是信息可以在运行时更改。
通常这是通过将信息通过附加参数提供给函数来完成的，有时是通过上下文，即程序“碰巧知道”（例如，对于每种可能的类型，都有一个单独的函数，无论调用哪个函数都暗示了该类型）。

所以最后void* 不包含类型信息。
许多程序员将此误解为“我不需要知道类型信息”。
但恰恰相反，使用void*增加了程序员跟踪类型信息并将其适当地提供给程序/编译器的责任。