哪种方法更适合在 C 中创建类型不可知的结构？

Question

我正在尝试编写一些通用结构。本质上，我需要的是 C++ 模板，但由于我是用 C 编写的，因此不考虑模板。目前我正在考虑两种方法来实现我想要的。

方法一：使用预处理器。像这样：

#define DEFINE_PAIR(T) typedef struct Pair_##T{ \
                           T x; \
                           T y; \
                        } Pair_##T

DEFINE_PAIR(int);

int main(){
   Pair_int p;
   return 0;
}

它的一个明显的缺点是您必须在使用该类型之前调用宏。可能还有更多的缺点，希望大家指出。

方法 2：只使用 void 指针，如下所示：

typedef struct Pair{
   void* x;
   void* y;
} Pair;

显然，这种方法不是类型安全的（我可以轻松地将一对字符串传递给需要一对双精度数的函数），而且执行释放的代码会变得更加混乱方法。

我想听听您对此的想法。这两种方法哪一个更好/更差，为什么？还有其他方法可以用来在 C 中编写通用结构吗？

谢谢。

Answer 1

如果您只计划使用原始数据类型，那么您最初的基于宏的解决方案似乎就足够了。但是，当您开始存储指向具有复杂结构的不透明数据类型的指针对时，这些数据类型旨在通过在函数之间传递指针来使用，例如：

complex_structure_type *object = complex_structure_type_init();
complex_structure_type_set_title(object, "Whatever");
complex_structure_type_free(object);

then 您必须

typedef complex_structure_type *complex_structure_type_ptr; 

这样做，以便

DEFINE_PAIR(complex_structure_type_ptr);

可以

Pair_complex_structure_type_ptr p;

然后

p.x = object;

但这只是一点点更多的工作，所以如果你觉得它对你有用，那就去做吧。您甚至可以将自己的预处理器放在一起，该预处理器会遍历代码，提取诸如 Pair_whatever 之类的内容，然后为 C 预处理器添加 DEFINE_PAIR(whatever)。不管怎样，你在这里提出的绝对是一个好主意。

就我个人而言，我只会使用 void 指针，而忘记强类型安全。 C 只是没有与其他语言相同类型的安全机制，并且您给自己忘记某些事情的机会越多，您意外创建的错误就越多。

祝你好运！

Answer 2

注意到 C++ 中的模板提供了一种用于编写代码的语言，您可能会简单地考虑使用一些比 c 预处理器更强大的工具来生成代码。

现在，这确实为您的构建添加了另一个步骤，并使您的构建依赖于另一个收费（除非您愿意用 c 编写自己的生成器...），但它可能会提供您想要的灵活性和类型安全性。

Answer 3

这几乎是一样的，但更灵活一些：

#define PAIR_T(TYPE) \
    struct { \
        TYPE x; \
        TYPE y; \
    }


typedef PAIR_T(int) int_pair;
typedef PAIR_T(const char *) string_pair;

int main(void)
{
    int_pair p = {1, 1};
    string_pair sp = {"a", "b"};
}