详解 GNU C 标准中的 typeof 关键字

若是你是 C++ 程序员，应该接触过 C++11 里的 decltype 操做符，它的做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 语言中也早有相似的实现，GNU C 标准中的一个扩展特性 typeof （PS: 不是 typedef）做用与 decltype 相似，咱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 = 666;
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);

咱们先定义了一个 int 型变量 var，而后再定义一个指针型变量指向 var，通常咱们就直接 int *xxx = &xx，可是咱们为了演示 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，因此 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，这是在个人机器上的输出：

好吧我认可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 的功效在于其可以自动推导表达式类型，好比咱们把刚才的 typeof(int *) 改为 typeof(&var)，它也会自动推导出 &var 的类型 —— int * 型，你能够本身试一下，原理是同样的，这样的话，当遇到一个很是复杂的表达式咱们很难推断其类型的时候，typeof 就颇有用了。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 并无这个关键字，因此在编译的时候不能加任何 ISO 的 C 标准选项，不然会报错，好比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 改为 -std=gnu90 即 GNU 的标准便可。

再来几个例子，好比

// demo 02
int *pvar = NULL;
typeof(*pvar) var = 999;
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 固然就被解析为 int 型，因此用这个类型声明的变量 var 也是 int 型，就至关于 int var = 999; 输出结果以下：

再来：

// demo 03
int *pvar = NULL;
typeof(*pvar) var[4] = {11, 22, 33, 44};
for (int i = 0; i < 4; i++)
    printf("var[%d]:\t%d\n", i, var[i]);
此次 typeof 解析出来的类型跟上一个同样，区别是 var 是一个包含四个元素的数组，至关于 int var[4] = {...}; 输出以下：

此次来个有点水平的：

// demo 04
typeof(typeof(const char *)[4]) pchar = {"hello", "world", "good", "night"};
for (int i = 0; i < 4; i++)
    printf("pchar[%d]:\t%s\n", i, pchar[i]);

此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，咱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 程序员应该立刻就能联想到字符串了吧，然后面又跟着一个 [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，至关于 const char *pchar[4] = {...}; 

再来考验一下你的指针，此次是函数指针：

// 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，而且接受两个 int 型的参数，而后在 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，而后咱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，因此最终推导出的类型就是 int 型，其它两个都是同理，因此 sum、dif、pro 其实就是三个整型数，至关于 int sum = 100; int dif = 101; int pro = 102; 好吧，我认可这个 demo 有点坑，并且这个例子举得不恰当，输出结果就是它们分别的值：

咱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), 4) pchar = {"hello", "world", "good", "night"};
    for (int i = 0; i < 4; i++)
        printf("pchar[%d]:\t%s\n", i, pchar[i]);
    return 0;
}

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，通过预处理以后就会变成用 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，而后 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，而后外层的 array 会再被解析为包含 4 个 char * 元素的数组类型，因此就至关于 char *pchar[4] = {...}; 输出结果以下：

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，感受好像语法挺晦涩的，并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 的做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 的做用就是可让 min 接受任何类型的参数而没必要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两者之中最小的，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，由于咱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，这时候就须要作一个检测，而 C 语言不支持直接 typeof(_x) == typeof(_y) 这样的操做，因此就取其地址，用指针类型来比较，若是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)，是由于仅表达式 &_x == &_y 自己是没有意义的，若是没有这个 (void) 编译器一样会警告：statement with no effect [-Wunused-value]，无效的语句，若是不想看到这个警告，那就在前面加个 (void) 忽略掉。

typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int,void*);
用typedef 定义了一个函数指针类型irq_handler_t，指向的函数原型返回类型为 irqreturn_t 它接收的参数类型就是int 和void* 两个参数