泛型指针

C 的泛型编程极大程度依赖 void* 泛型指针，不关联任何数据类型。

• 任何数据类型的地址或指针都可以赋值给 void*；void* 也可以赋值给任何数据类型的指针。

  int arr[] = {2, 4, 6, 8, 10};
  void* arr_p1 = arr;      //  int* ->   void*  
  double* arr_p2 = arr_p1; // void* -> double*
  

• void* 不可以直接解引用，必须搭配类型转换。

  // Buggy #1: void pointers cannot be dereferenced
  int a = 10;
  void* a_ptr = &a;
  // printf("%d", *a_ptr);        // error
  printf("%d\n", * (int*) a_ptr);
  

• void* 不可以直接进行指针算术运算，必须转换为 char* 等具体类型才可以进行算术运算。

  // Buggy #2: void pointers doesn’t allow pointer arithmetic
  double b[2] = {1.0, 2.0};
  void* b_ptr = &b;
  // b_ptr = b_ptr + sizeof(double);     // error
  b_ptr = (char*)b_ptr + sizeof(double);
  // or
  b_ptr = (double*)b_ptr + 1;
  

由于内存分配函数 malloc/calloc 等返回的是 void* 类型，所以可以用于分配任何数据类型的内存。除此之外，void* 还可以用于实现泛型函数。

泛型选择表达式

C11 标准引入了一个泛型选择（generic selection）特性，通过宏语句提供泛型支持。其语法类似 switch-case 语句，但区别是宏替换是发生在编译期的，类似 C++ 的模板技术。

#include <stdio.h>
#include <math.h>
 
// 实现泛型 cbrt 函数
#define cbrt(X) _Generic((X), \
              long double: cbrtl, \
                  default: cbrt,  \
                    float: cbrtf  \
              )(X)
 
int main(void) {
    double x = 8.0;
    const float y = 3.375;
    printf("cbrt(8.0) = %f\n", cbrt(x));    // 类型为 double，选择默认的 cbrt 函数
    printf("cbrtf(3.375) = %f\n", cbrt(y)); // 类型为 float，自动选择 cbrtf 函数
}

感兴趣的同学可以参考在文档和示例程序：Generic selection (since C11)。关于该技术，本课程不作更多叙述。