在C中传递Void类型参数

Question

你好，我正在 C 中进行一项作业，我需要将未知类型的参数传递到函数中。

例如假设我有以下内容：

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

    return 1;

}

变量元素为空的原因是因为有 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，出现以下错误：

错误：请求成员“Count” 不是结构或联合的东西

我猜发生这种情况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

编译时，C 会丢弃[1]大部分类型信息，只留下偏移量。因此，您的函数将在伪代码中编译为如下所示：

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 时创建的堆栈帧的位置，offset_element 是元素参数的位置，相对于 stack_ptr，但 offset_Count 是什么？请记住，编译器对您的代码的所有了解都只是您在示例中显示的内容； element 是一个通用指针，而不是真正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来告诉编译器指向哪个元素[2]：

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

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

您提到元素指向的类型有三种可能性。有几种处理方法：要么是杰出的联合，要么是“继承”结构。对于区分联合使用，例如，一个结构，其中一个元素是枚举，标识三种可能性中的哪一种，另一个元素是三种可能结构的联合；这大致就是 ML 语言（OCaml、Haskell 等）所称的代数数据类型或 Pascal 中的并集。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 元素位于第一个，编译器就会将“后代”结构中带有 Count 元素的三个结构布置在同一位置。 （至少，在我用过的每一个编译器和我见过的每一个代码中。我认为这在某种程度上成为了 C 标准，但这是一个非常正常的习惯用法。）

[1] 除了调试信息，如果您已告诉编译器发出它。不过，您的程序将无法访问该信息，因此在这种情况下它没有帮助。

[2] x++（后递增）操作递增它所应用到的变量（好吧，左值）；原始代码中的分配是不必要的。

Answer 2

这正是问题所在：

我猜这正在发生
因为编译器不知道
事先“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功能。

即使是 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具有方法Count（即接口ICountable）的同一个虚拟低音类X。然后转换为 X * 并使用 p->Count。这将是惯用的 C++ - 所有类都实现相同的接口，因此它们都支持此方法。这将是一种语言支持的方法，类似于依赖 Tommy McGuire 的答案中所示的相同结构偏移技巧，这使得结构按照惯例都相似。如果您要更改结构，或者编译器要偏离结构布局标准，那么您将陷入困境。

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

Answer 3

您需要将指针强制转换为这 3 种类型之一，然后使用它。例如：

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 4

首先，您传递一个指向 void 的指针，这是对于未知类型的有效方法，但您需要传递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时之前大部分被删除，因此当您说您的三种类型都有一个成员 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 取消引用之前，将 void* 参数转换为正确的指针类型(*element).Count（即不仅仅是.）。

除非您依赖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内容来帮助您的函数确定要执行的正确转换。此时，您可能会更好地使用三个独立的函数和更好的类型安全性。

Answer 5

您必须将其转换为实际类型，但由于结构在同一位置没有 count 属性，您可能会得到意外的结果。

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

    return 1;

}

另请记住，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 6

如果 .Count 元素对于这 3 种类型中的每一种都具有相同的类型，那么您还可以使用宏。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 地址将在你调用函数时解析，而不是之后（当你不再知道类型时）。我假设您在调用该函数时拥有正确的类型。所以 Sometype x; changeCount(x); 可以工作，但传入已经是 (void*) 的内容则不行。

另外，您的原始表达式 element.Count = element.Count++; 相当奇怪。如果要递增，请使用 element.Count++ 或 element.Count = element.Count + 1。

Answer 7

使用演员表。

ClassName(element).count++

还有你的 element.Count = element.Count++;行是多余的，你只需要执行 element.count++ （这会将值增加一）