6.6 Ссылка на тип с помощью typeof

Другой способ сослаться на тип выражения — с помощью typeof. Синтаксис использования этого ключевого слова выглядит как sizeof, но конструкция по смыслу действует как имя типа, определённое с помощью typedef.

Существует два способа записи аргумента для typeof: с помощью выражения или с помощью типа. Вот пример с выражением:

typeof (x[0](1))

Это предполагает, что x является массивом указателей на функции; описываемый тип — тип значений функций.

Вот пример с именем типа в качестве аргумента:

typeof (int *)

Здесь описываемый тип — тип указателей на int.

Если вы пишете заголовочный файл, который должен работать при включении в программы ISO C, запишите __typeof__ вместо typeof. См. Альтернативные ключевые слова.

Конструкцию typeof можно использовать везде, где можно использовать имя typedef. Например, вы можете использовать его в объявлении, в приведении типа или внутри sizeof или typeof.

Операнд typeof вычисляется для побочных эффектов только в том случае, если это выражение с изменяемым типом или имя такого типа.

typeof часто полезно в сочетании с выражениями-высказываниями (см. Выражения-высказывания). Вот как эти два вместе можно использовать для определения безопасной макрокоманды «максимум», которая работает с любым арифметическим типом и вычисляет каждый из её аргументов ровно один раз:

#define max(a,b) \
  ({ typeof (a) _a = (a); \
      typeof (b) _b = (b); \
    _a > _b ? _a : _b; })

Причина использования имён, начинающихся с нижнего подчёркивания для локальных переменных — избежать конфликтов с именами переменных, которые встречаются внутри выражений, заменяющих a и b. В конечном итоге мы надеемся разработать новый синтаксис объявления, который позволит объявлять переменные, область действия которых начинается только после их инициализаторов; это будет более надёжным способом предотвращения таких конфликтов.

Ещё несколько примеров использования typeof:

• Это объявляет y с типом того, на что указывает x.

  typeof (*x) y;

• Это объявляет y как массив таких значений.

  typeof (*x) y[4];

• Это объявляет y как массив указателей на символы:

  typeof (typeof (char *)[4]) y;

  Это эквивалентно следующему традиционному объявлению на C:

  char *y[4];

  Чтобы увидеть значение объявления с помощью typeof, и почему это может быть полезным способом написания, перепишите его с помощью этих макросов:

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

  Теперь объявление можно переписать так:

  array (pointer (char), 4) y;

  Таким образом, array (pointer (char), 4) — это тип массивов из 4 указателей на char.

В GNU C, но не в GNU C++, вы также можете объявить тип переменной как __auto_type. В этом случае объявление должно объявлять только одну переменную, декларатор которой должен быть только идентификатором, объявление должно быть инициализировано, а тип переменной определяется инициализатором; имя переменной не находится в области видимости до инициализатора. (В C++ для этой цели следует использовать C++11 auto.) Используя __auto_type, макрос «максимум» выше можно переписать как:

#define max(a,b) \
  ({ __auto_type _a = (a); \
      __auto_type _b = (b); \
    _a > _b ? _a : _b; })

Использование __auto_type вместо typeof имеет два преимущества:

• Каждый аргумент макроса появляется только один раз в развёртывании макроса. Это предотвращает экспоненциальный рост размера развёртывания макроса, когда вызовы таких макросов вложены в аргументы таких макросов.
• Если аргумент макроса имеет изменяемый тип, он вычисляется только один раз при использовании __auto_type, но дважды, если используется typeof.

Примечание о совместимости: В дополнение к typeof, GCC 2 поддерживал более ограниченное расширение, которое позволяло написать

typedef T = expr;

с эффектом объявления T с типом выражения expr. Это расширение не работает с GCC 3 (версии между 3.0 и 3.2 аварийно завершаются; 3.2.1 и более поздние версии возвращают ошибку). Код, зависящий от него, следует переписать, используя typeof:

typedef typeof(expr) T;

Это работает со всеми версиями GCC.