不需要“类型”参数且不使用 memcpy 的便携式 C SWAP 宏

Question

采用类型的交换宏是众所周知的。

#define SWAP(type, a_, b_) do {        \
    type SWAP, *a = &(a_), *b = &(b_); \
    SWAP = *a;                         \
    *a = *b;                           \
    *b = SWAP;                         \
} while (0)

还有： Macro SWAP(t,x,y) exchanging two arguments of type t

是否可以在...的同时实现此功能

• 可移植（没有特定于编译器的typeof）
• 不使用memcpy等函数调用
  （不能保证得到优化，至少在我的测试中没有）

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我想出了一个有缺陷的方法，它使用了一个结构体，定义为输入的大小。

#define SWAP(a_, b_) do \
{ \
    struct { \
        char dummy_data[sizeof(a_)]; \
    } SWAP, *a = (void *)(&(a_)), *b = (void *)(&(b_)); \
    /* ensure sizes match */ \
    { char t[(sizeof(a_) == sizeof(*a)) ? 1 : -1]; (void)t; } \
    /* check types are compatible */ \
    (void)(0 ? (&(a_) == &(b_)) : 0); \
    SWAP = *a; \
    *a = *b; \
    *b = SWAP; \
} while (0)

...但是如果临时 struct 被编译器填充，它可能会失败 （取决于 GCC 的 __packed__ 会起作用，但它不再可移植）
它也可能有对齐问题取决于架构。

Answer 1

我很想知道在什么情况下这样的结构会被填充，以及这样的填充是否符合要求。

您可以为sizeof(SWAP) == sizeof(a_) 添加静态检查，如果测试失败（在SWAP 结构的末尾插入填充），则使用memcpy。

也不要在宏的主体中使用简单的名称，例如a 和b，因为如果用户将这些标识符定义为宏，它们可能会被宏扩展。使用a 和b 作为宏参数不会造成问题。

#define SWAP(a, b) do {                             \
    struct {                                        \
        char a_[sizeof(a)];                         \
    } SWAP, *a_ = (void *)&(a), *b_ = (void *)&(b); \
        if (sizeof(SWAP) == sizeof(a)) {            \
            SWAP = *a_; *a_ = *b_; *b_ = SWAP;      \
        } else if (a_ != b_) {                      \
            memcpy(&SWAP, a_, sizeof(a));           \
            memcpy(a_, b_, sizeof(a));              \
            memcpy(b_, &SWAP, sizeof(a));           \
        }                                           \
    } while (0)

您可能想要添加对sizeof(a) == sizeof(b) 的检查，因为一个可怜的人试图键入检查这个过度工作的宏。