GNU中的关键字typeof

如果你是 C++ 程序员，应该接触过 C++11 里的 decltype 操作符，它的作用是自动推导表达式的数据类型，以解决泛型编程中有些类型由模板参数决定而难以（甚至不可能）表示的问题。其实这个特性在 C 语言中也早有类似的实现，GNU C 标准中的一个扩展特性 typeof （PS: 不是 typedef）作用与 decltype 类似，我们来看看这个关键字该怎么用。

先来看一个最简单的例子：

// demo 01
int var = ;
typeof(int *) pvar = &var;
printf("pvar:\t%p\n", pvar);
printf("&var:\t%p\n", &var);
printf("var:\t%d\n", var);
printf("*pvar:\t%d\n", *pvar); 

我们先定义了一个 int 型变量 var，然后再定义一个指针型变量指向 var，一般我们就直接 int *xxx = &xx，但是我们为了演示 typeof 的用法，就不要这么直接了，typeof 是自动推导后面 ( ) 里的数据类型，所以 typeof(int *) 直接推导出了 int * 型，用这个类型声明了 pvar 并将其初始化为 var 的地址，输出结果应该就显而易见了，这是在我的机器上的输出：

好吧我承认上面那个例子是吃力不讨好，明明写个 int * 简单又明了，非得加个 typeof 搞得这么晦涩，其实 typeof 的功效在于其能够自动推导表达式类型，比如我们把刚才的 typeof(int *) 改成 typeof(&var)，它也会自动推导出 &var 的类型 —— int * 型，你可以自己试一下，原理是一样的，这样的话，当遇到一个非常复杂的表达式我们很难推断其类型的时候，typeof 就很有用了。另外有一点要注意：typeof 是 GNU C 标准里特有的扩展，标准的 ISO C 并没有这个关键字，所以在编译的时候不能加任何 ISO 的 C 标准选项，否则会报错，比如编译上面的代码我加入了一个 -std=c90 的选项，编译器就会有提示一堆 error：

解决的方法很简单，把 -std=c90 改成 -std=gnu90 即 GNU 的标准即可。

再来几个例子，比如

// demo 02
int *pvar = NULL;
typeof(*pvar) var = ;
printf("var:\t%d\n", var);  

这个例子是先定义了一个整型指针变量 pvar，typeof 后面括号里的表达式为*pvar，pvar 的类型为 int * 型，那 *pvar 当然就被解析为 int 型，所以用这个类型声明的变量 var 也是 int 型，就相当于 int var = 999; 输出结果如下：

再来：

// demo 03
int *pvar = NULL;
typeof(*pvar) var[] = {, , , };
for (int i = ; i < ; i++)
    printf("var[%d]:\t%d\n", i, var[i]);  

这次 typeof 解析出来的类型跟上一个一样，区别是 var 是一个包含四个元素的数组，相当于 int var[4] = {...}; 输出如下：

这次来个有点水平的：

// demo 04
typeof(typeof(const char *)[]) pchar = {"hello", "world", "good", "night"};
for (int i = ; i < ; i++)
    printf("pchar[%d]:\t%s\n", i, pchar[i]);  

这次看起来就比较复杂了，考验你指针功底的时候到了，他嵌套了两层 typeof，我们一层一层的往外剥，先看最里层，typeof 先解析出一个 const char * 类型，有经验的 C 程序员应该马上就能联想到字符串了吧，而后面又跟着一个 [4]，说明这是一个包含四个字符串的数组类型，那么这个类型也就被最外层的 typeof 给解析到了，那么最终的 pchar 也就是这个类型了，相当于 const char *pchar[4] = {...};

再来考验一下你的指针，这次是函数指针：

// demo 05
int add(int param1, int param2) {
    return param1 + param2;
}  

int sub(int param1, int param2) {
    return param1 - param2;
}  

int mul(int param1, int param2) {
    return param1 * param2;
}  

int main() {
    int (*func[3]) (int, int) = {add, sub, mul};
    typeof(func[0](1, 1)) sum = 100;
    typeof(func[1](1, 1)) dif = 101;
    typeof(func[2](1, 1)) pro = 102;  

    printf("sum:\t%d\n", sum);
    printf("dif:\t%d\n", dif);
    printf("pro:\t%d\n", pro);
    return 0;
}  

这个 demo 中先定义了三个函数，这三个函数都是返回值为 int 类型，并且接受两个 int 型的参数，然后在 main 函数中定义了一个函数指针数组 func，并用上面三个函数名将其初始化，然后我们来看底下的第一个 typeof  会推导出什么类型，func[0] 就是指 add 这个函数，后面的括号里跟了两个参数，说白了就是简单的 add(1, 1) 的调用，而 add 会返回一个 int 型值，所以最终推导出的类型就是 int 型，其它两个都是同理，所以 sum、dif、pro 其实就是三个整型数，相当于 int sum = 100; int dif = 101; int pro = 102; 好吧，我承认这个 demo 有点坑，而且这个例子举得不恰当，输出结果就是它们分别的值：

我们再看看它在宏定义中的应用：

// demo 06
#define pointer(T)  typeof(T *)
#define array(T, N) typeof(T[N])  

int main() {
    array(pointer(char), ) pchar = {"hello", "world", "good", "night"};
    for (int i = ; i < ; i++)
        printf("pchar[%d]:\t%s\n", i, pchar[i]);
    return ;
}  

这里用到了宏函数，pointer(T) 会被替换为 typeof(T *)，也就是说 pointer 后面跟某个类型的名字，经过预处理之后就会变成用 typeof 解析相应类型的指针类型，而 array 后面跟一个类型名和一个整数，然后 typeof 就会解析为该类型的一个数组，这样 main 函数中的 array(pointer(char), 4)，pointer(char) 首先会被解析为 char * 型，然后外层的 array 会再被解析为包含 4 个 char * 元素的数组类型，所以就相当于 char *pchar[4] = {...}; 输出结果如下：

好了，啰嗦了这么多，typeof 这个关键字总算是知道用来干什么了吧，感觉好像语法挺晦涩的，而且没有什么实际用途，那好吧，我再让大伙看一看实际项目中的一个例子：

/*
 * 选自 linux-2.6.7 内核源码
 * filename: linux-2.6.7/include/linux/kernel.h
 */
#define min(x,y) ({ \
    typeof(x) _x = (x); \
    typeof(y) _y = (y); \
    (void) (&_x == &_y);        \
    _x < _y ? _x : _y; })  

上面这个例子是选自 linux 2.6.7 内核中 include/linux/kernel.h 这个头文件，宏定义 min 的作用是从两个相同类型的对象中选取一个最小的，它接受两个参数 x 和 y，后面的宏替换部分就用 typeof 定义两个变量 _x 和 _y，并分别赋值为 x y，这里用 typeof 的作用就是可以让 min 接受任何类型的参数而不必局限于某一个单一类型，这有点泛型编程的味道了，最后一个语句 _x < _y ? _x : _y; 用了一个条件运算符来返回二者之中最小的，中间还有一句 (void) (&_x == &_y); 看起来好像是废话，其实这句话是有特殊用意的，因为我们不能保证你在使用 min 的时候传入的两个参数都是相同的类型，这时候就需要做一个检测，而 C 语言不支持直接 typeof(_x) == typeof(_y) 这样的操作，所以就取其地址，用指针类型来比较，如果两个指针的类型不一致，编译器就会产生警告以达到检测的效果，至于前面的 (void)，是因为仅表达式 &_x == &_y 本身是没有意义的，如果没有这个 (void) 编译器同样会警告：statement with no effect [-Wunused-value]，无效的语句，如果不想看到这个警告，那就在前面加个 (void) 忽略掉。

原文博客：http://blog.csdn.net/zhanshen2015/article/details/51495273#