Uzyskiwanie typu zmiennej w kodzie C

Question

Czy jest jakiś sposób, że mogę wykryć typ zmiennej automatycznie w C, albo przez jakiś mechanizm w samym programie, albo - bardziej prawdopodobny - poprzez wstępną kompilację skrypt, który wykorzystuje przepustki kompilatora do punktu, w którym przeanalizował zmienne i przypisał im ich typy? Szukam ogólnych sugestii na ten temat. Poniżej znajduje się więcej informacji o tym, czego potrzebuję i dlaczego.

Chciałbym zmienić semantykę klauzuli redukcji OpenMP. W tym momencie wydaje się najłatwiej po prostu zamienić klauzulę w kodzie źródłowym (poprzez skrypt) na wywołanie funkcji, a następnie mogę zdefiniować funkcję implementacji semantyki redukcji, jakiej chcę. Na przykład, mój skrypt będzie przekonwertować ten

#pragma omp parallel for reduction(+:x) 

w tym:

my_reduction(PLUS, &x, sizeof(x)); 
#pragma omp parallel for 

gdzie wcześniej, mam (powiedzmy)

enum reduction_op {PLUS, MINUS, TIMES, AND, 
    OR, BIT_AND, BIT_OR, BIT_XOR, /* ... */}; 

I my_reduction ma podpis

void my_reduction(enum reduction_op op, void * var, size_t size); 

Wśród innych t hings, my_reduction musiałby zastosować operację dodawania do zmiennej redukcji, jak pierwotnie zamierzał programista. Ale moja funkcja nie może wiedzieć, jak to zrobić poprawnie. W szczególności, chociaż zna rodzaj operacji (PLUS), lokalizacja oryginalnej zmiennej (var), a także rozmiar typu zmiennej, nie zna samego typu zmiennej. W szczególności nie wiadomo, czy var ma typ całkowy czy zmiennoprzecinkowy. Z POV o niskim poziomie operacja dodawania dla tych dwóch klas typów jest zupełnie inna.

Jeśli tylko niestandardowy operator typeof, który obsługuje GCC, działałby tak, jak działa sizeof - zwracając rodzaj zmiennej - mógłbym łatwo rozwiązać ten problem. Ale typeof nie jest tak naprawdę sizeof: może być użyty tylko w deklaracjach L-value.

Teraz kompilator oczywiście nie zna typu x przed zakończeniem generowania kodu wykonywalnego. Prowadzi mnie to do zastanawiania się, czy mogę w jakiś sposób wykorzystać parser GCC, aby uzyskać typ x i przekazać go do mojego skryptu, a następnie ponownie uruchomić GCC, aby skompilować mój zmieniony kod źródłowy. Byłoby wtedy być proste wystarczy zadeklarować

enum var_type { INT8, UINT8, INT16, UINT16, /* ,..., */ FLOAT, DOUBLE}; 
void my_reduction(enum reduction_op op, void * var, enum var_type vtype); 

And my_reduction może oddać odpowiednio przed dereferencji i stosowania operatora.

Jak widać, próbuję stworzyć rodzaj mechanizmu "dyspozytorskiego" w C. Dlaczego po prostu nie używać przeciążania C++? Ponieważ mój projekt ogranicza mnie do pracy ze starszym kodem źródłowym napisanym w C. Mogę zmienić kod automatycznie za pomocą skryptu, ale nie mogę go przepisać na inny język.

Dzięki!

Answer 1

GCC udostępnia rozszerzenie typeof. Nie jest standardem, ale dość często (ma kilka innych kompilatorów, np. Clang/llvm).

Być może warto rozważyć dostosowanie GCC poprzez rozszerzenie go o MELT (język specyficzny dla danej domeny w celu rozszerzenia GCC), aby pasował do twoich celów.

Answer 2

Można również rozważyć dostosowanie GCC za pomocą wtyczki lub rozszerzenia MELT do swoich potrzeb. Wymaga to jednak zrozumienia niektórych wewnętrznych reprezentacji GCC (Gimple, Tree), które są złożone (co zajmie Ci przynajmniej dni pracy).

Ale typy są kompilacją tylko w C. Nie są reifikowane.

Answer 3

C tak naprawdę nie ma sposobu, aby wykonać to w czasie przed kompilacją, chyba że napisze się powódź makr. Chciałbym nie polecam zalew podejścia makr, byłoby po prostu iść tak:

void int_reduction (enum reduction_op op, void * var, size_t size); 

#define reduction(type,op,var,size) type##_reduction(op, var, size) 

... 
reduction(int, PLUS, &x, sizeof(x)); // function call 

Zauważ, że to jest bardzo zła praktyka i powinny być używane tylko jako ostateczność przy zachowaniu źle napisany kod starszego typu, jeśli nawet następnie. W przypadku tego podejścia nie ma bezpieczeństwa typu ani innych takich gwarancji.

Bezpieczniejsze podejście jest jawnie wywołać int_reduction() od rozmówcy, lub zadzwonić rodzajowe funkcji, która decyduje typ w czasie wykonywania:

void reduction (enum type, enum reduction_op op, void * var, size_t size) 
{ 
    switch(type) 
    { 
    case INT_TYPE: 
     int_reduction(op, var, size); 
     break; 
    ... 
    } 
} 

Jeśli int_reduction jest inlined i różne inne optymalizacje są wykonane, to ocenę wykonania niekoniecznie jest o wiele wolniejszy od zaciemnianych makr, ale jest o wiele bezpieczniejszy.

Answer 4

C11 _Generic nie jest bezpośrednim rozwiązaniem, ale nie pozwala na osiągnięcie pożądanego efektu, jeśli pacjent kodować wszystkie rodzaje jak w:

#define typename(x) _Generic((x), \ 
    int:  "int", \ 
    float: "float", \ 
    default: "other") 

int i; 
float f; 
void* v; 
assert(strcmp(typename(i), "int") == 0); 
assert(strcmp(typename(f), "float") == 0); 
assert(strcmp(typename(i), "other") == 0); 

dobrym punktem wyjścia z tonami typów można znaleźć in this answer.

GCC dodał wsparcie tylko w wersji 4.9.

Answer 5

Możesz użyć funkcji sizeof do określenia typu, niech zmienna nieznanego typu będzie zmienna. następnie

if(sizeof(var)==sizeof(char)) 
     printf("char"); 
    else if(sizeof(var)==sizeof(int)) 
     printf("int"); 
    else if(sizeof(var)==sizeof(double)) 
     printf("double"); 

Ty to będzie prowadziło do powikłań, gdy dwa lub więcej podstawowe typy mogą mieć taką samą wielkość.