C 函数 多种结果 多种类型

Question

我正在编写一个 SCPI 解析器（作为一个库）。 lib用户的设备或应用程序功能需要能够输出多种类型的多个结果（不是混合类型，即A类型的多个结果或 B类型的多个结果）。

我首先想到了一个由执行控件传递给设备函数的 void 指针数组（如果设备函数类似于unsigned int deviceFunction (double inArg1, bool inArg2, void ** outResults);），但在这里查看几个 Q 似乎 void ptrs 不是推荐因为，当然，当我的响应格式化程序查看结果数据时，它不知道要转换为什么类型。

我研究过使用联合和结构，类似于 https://stackoverflow.com/a/3852192/1292918，但我不确定当设备函数需要报告多个结果时这是否是最佳方式。

也许我刚刚把我的想法打乱了。这样做有没有通用的方式或习惯用法？

（注意这是 C，不是 C++）

Answer 1

这是一个例子。可以根据您的喜好或需求进行多种变化：

struct MyStruct
{
    enum MyNum { Integer, Float, String } WhatTypeIsHere;
    size_t HowMany;
    union
    {
        int Integer;
        float Float;
        const char *String;
    } u[MaximumNumberOfElement];
};

要设置，给定一些x，即struct MyStruct：

x.WhatTypeIsHere = Float;
x.HowMany = NumberOfObjectsThisTime;
for (i = 0; i < NumberOfObjectsThisTime; ++i)
    x.u[i].Float = some value;

Integer 或其他类型的设置类似。

阅读：

switch (x.WhatTypeIsHere)
{
    case Float;
        for (i = 0; i < x.HowMany; ++i)
            Use x.u[i].Float for something…;
        break;
    case Integer:
        …
}

您的函数可以声明为使调用者将struct MyStruct 传递给它，然后该函数将其填充，或者该函数定义一个本地struct MyStruct 并按值返回它。 （通常，当您执行后者时，C 的底层实现中发生的情况是：调用者为 struct MyStruct 分配空间并将其地址传递给负责填充它的被调用函数。如果编译器正确优化, 性能与第一个选项相当，即使源代码看起来像被调用的函数是按值返回结构体。）

关于结构和联合的组织方式有多种选择。您可以使用数组联合而不是联合数组，并且可以传递有关单独返回的类型的信息，而不是在结构内部的 enum 中传递，并且已知元素的数量可以单独返回或通过其他一些信息，例如数组中的标记值。对于小型、简单的用途，这些变化可能没有太大区别，它们由您来选择。

Answer 2

根据 Eric 的评论，我想出了以下代码，它使用 union 返回一个复杂的结构。在这种情况下不会出现提到的“别名规则”错误。

struct Result {
  int type;
};

struct Data1
{
  int type;
  char* str;
  int val;
};

struct Data2 {
  int type;
  int arr[4];
};

union StructTestUnion
{
  struct Result res;
  struct Data1 data1;
  struct Data2 data2;
};

union StructTestUnion getRandomResult(void) {
  static int cnt = 0;
  union StructTestUnion resVal;
  switch (cnt) {
    case 0:
      resVal.data1.type = 1;
      resVal.data1.str = "struct data 1";
      resVal.data1.val = 123;
      break;
    case 1:
      resVal.data2.type = 2;
      resVal.data2.arr[0]=1;
      resVal.data2.arr[1]=2;
      resVal.data2.arr[2]=3;
      resVal.data2.arr[3]=4;
      break;
  }
  cnt++;
  if (cnt==2) cnt = 0;

  return resVal;
}

int main() {
  union StructTestUnion resVal;

  int a =0;
  for (a =0; a<4; a++) {
    resVal = getRandomResult();
    printf("%d: %d ", a, resVal.res.type);
    switch ( resVal.res.type ) {
      case 1:
        printf("str=[%s] val=[%d]\n", resVal.data1.str, resVal.data1.val);
        break;
      case 2:
        printf("arr=[%d,%d,%d,%d]\n",resVal.data2.arr[0], resVal.data2.arr[1],resVal.data2.arr[2], resVal.data2.arr[3]);
        break;
    }
  }
  return 0;
}

Answer 3

你仍然可以使用void 双指针，但是你必须找到一种方法来告诉调用者它实际上是什么类型。例如，通过使用 return 从函数中返回它，或者使用另一个引用类型参数，例如int *outResultsType.

然后让调用者正确使用数据。

Answer 4

你可以像这样创建一个通用结构：

struct Generic {
  int type;
}

还有几个带有数据的真实返回结构，但第一个字段未修改：

struct Data1 {
  int type; // == TYPE_DATA1 == 1
  char* aCharVal;
  double aDoubleVal;
}

struct Data2 {
  int type; // == TYPE_DATA2 == 2
  int* anArray;
  int arraySize;
}

这样您就可以返回结构，将其转换为struct Generic，检查类型并继续进行。

这种方法的一个问题是“取消引用类型双关指针会破坏严格的别名规则”。