C语言中的伪泛型

在 C 语言中，由于语言本身并不支持泛型编程的直接特性，我们通常使用一些技巧来模拟泛型编程，这种技巧常被称为“伪泛型”。主要方法包括使用宏（Macros）和 void 指针。这里我将详细说明两种方法，并附上实例代码。

1. 宏（Macros）

宏允许我们在预处理阶段就操作代码，从而可以用来生成针对不同数据类型的函数或结构。这种方法的缺点是类型安全较差，而且容易出错，但优点是实现简洁明了。

例子：

定义一个交换两个变量值的宏，适用于任何数据类型：

c
#include <stdio.h>

#define SWAP(a, b, type) do { type temp = a; a = b; b = temp; } while (0)

int main() {
    int x = 10, y = 20;
    SWAP(x, y, int);
    printf("x = %d, y = %d\n", x, y);

    double a = 1.1, b = 2.2;
    SWAP(a, b, double);
    printf("a = %f, b = %f\n", a, b);

    return 0;
}

这个宏可以根据不同的数据类型（如 int 或 double），交换两个变量的值。

2. void 指针

void 指针可以指向任意类型的数据，这使得我们可以写出更通用的函数。然而，使用 void 指针需要在使用时进行适当的类型转换，这可能导致运行时错误。

例子：

实现一个通用的冒泡排序函数：

c
#include <stdio.h>
#include <string.h>

void generic_swap(void *a, void *b, size_t size) {
    char buffer[size];
    memcpy(buffer, a, size);
    memcpy(a, b, size);
    memcpy(b, buffer, size);
}

void bubble_sort(void *array, size_t n, size_t elem_size, int (*cmp)(const void *, const void *)) {
    char *arr = array;
    for (size_t i = 0; i < n - 1; ++i) {
        for (size_t j = 0; j < n - i - 1; ++j) {
            if (cmp(arr + j*elem_size, arr + (j+1)*elem_size) > 0) {
                generic_swap(arr + j*elem_size, arr + (j+1)*elem_size, elem_size);
            }
        }
    }
}

int int_cmp(const void *a, const void *b) {
    return (*(int *)a) - (*(int *)b);
}

int main() {
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    bubble_sort(arr, n, sizeof(int), int_cmp);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

这个例子中，generic_swap 和 bubble_sort 函数通过使用 void 指针和元素大小参数，实现了对任何类型数据的排序功能。

通过这两种方法，我们能在 C 语言中实现类似泛型编程的功能，尽管它们各有利弊。使用宏可以获得较高的灵活性和简洁性，但缺乏类型检查；而使用 void 指针则能支持更复杂的数据操作，但需要注意正确的类型转换和内存操作。