2017-01-06

Extensions C

參考

參考-1

基本介紹

在 C 語言中有一些 Extensions 的方法

要使用這些 Extensions 功能你可以先檢查 GNUC 是否有開

這些 Extensions 不是標準 C 的功能，是需要編譯器支援的

#if __GNUC__
/*
 有定義  __GNUC__ 才可以使用 Extensions
*/
#endif

如果在 GCC 編譯時加上 -pedantic

而且你有用 Extensions 的話會發出警告

也就是說當你加上 -pedantic 代表你不想要用 Extensions

Statement Exprs

將語法包在 ({}) 之中，會回傳最後一段的值

如下例子總共有 4 行程式碼，但最後會回傳z的值

#define EXPRS   ({  int x = 5; int y=10; int z=0;   \
                    if (x > y)  z = x;              \
                    else        z = y;              \
                    z; })

int main(void)
{
    printf("%d \n",EXPRS);
    return 0;
}

Locally Declared Labels

定義一個 label 常和 goto 搭配

以下是在 while loop 裡面跳出到 labelA

記得被跳的 labelA 的後面要寫 :

int main(void)
{
    __label__ labelA;
    int i = 0;
    while(1)
    {
        goto labelA;
    }

    labelA:
    printf("Fineish! \n");
    return 0;
}

Labels as Values

將 Labels 當作變數來使用

在 Labels 前使用 && 可以取得 Labels 位置

使用 goto 就可以跳到 Labels

GCC 建議使用 switch 而不是用 Labels array

除非當 switch 做不到時才考慮用 Labels array 取代

/* Ex1 只會顯示 L1 */
int main(void)
{
    const void *jmpLabel = &&L1;
    goto *jmpLabel;

    printf("Hello\n");

    L1:
        printf("L1\n");
    return 0;
}

/* Ex2 只會顯示 L2 (類似 switch)*/
int main(void)
{
    const void *jmpLabel[] = {&&L1,&&L2,&&L3};
    goto *jmpLabel[1];

    L1:
        printf("L1\n");
        return 0;
    L2:
        printf("L2\n");
        return 0;
    L3:
        printf("L3\n");
        return 0;


    return 0;
}

/* Ex3 改寫上述寫法，此寫法在做 shared LIB 時比較好 */
int main(void)
{
    static const int jmpLabel[] = {&&L1-&&L1, &&L2-&&L1, &&L3-&&L1};
    goto *(&&L1 + jmpLabel[0]);

    L1:
        printf("L1\n");
        return 0;
    L2:
        printf("L2\n");
        return 0;
    L3:
        printf("L3\n");
        return 0;
    return 0;
}

Nested Functions

巢狀函示，在函式中定義另一個函式

int funcA(int a, int b)
{
   // Nested Functions
   int square(int c){
       return (c * c);
    }

   return square (a) + square (b);
}

int main(void)
{
    printf("%d\n",funcA(2,3)); // 13
    return 0;
}

Typeof

回傳參數型態，如下例子typeof(a) 等於取a型態

所以等於 int y;

int main(void)
{
    int a = 0;
    typeof(a) y;
    return 0;
}

// 比大小的例子
#define max(a,b) ({ typeof (a) _a = (a);  typeof (b) _b = (b);  _a > _b ? _a : _b; })

// 或是寫成
#define max(a,b) ({ __auto_type _a = (a); __auto_type _b = (b); _a > _b ? _a : _b; })

Conditionals

你可以把

x ? x : y

改寫為

x ? : y

當你 x 很長的時候比較有用，就不需要寫兩次 x 敘述

128-bit Integers

需要看你的硬體是否有支援

int main(void)
{
    __int128            a; // signed 128-bit integer
    unsigned __int128   b; // unsigned 128-bit integer
    return 0;
}

Double-Word Integers

64 bit 長度型別

int main(void)
{
    long long int           a;
    unsigned long long int  b;
    return 0;
}

Complex Numbers

數學的複數運算，記得要include <complex.h>

使用複數時要加上i或j，例如%.2fi或%.2fj

creal() 和 cimag() 可替換為 __real__ 和 __imag__

#include <complex.h>

int main(void)
{
    double complex z1 = 10.0 + 5.0 * I;
    double complex z2 = 10.0 - 3.0 * I;
    printf("z1 = %.2f + %.2fi \n", creal(z1), cimag(z1));
    printf("z2 = %.2f + %.2fi \n", creal(z2), cimag(z2));

    double complex sum = z1 + z2;
    printf("Sum: z1 + z2 = %.2f %+.2fi\n", creal(sum), cimag(sum));

    double complex difference = z1 - z2;
    printf("The difference: Z1 - Z2 = %.2f %+.2fi\n", creal(difference), cimag(difference));

    double complex product = z1 * z2;
    printf("The product: Z1 x Z2 = %.2f %+.2fi\n", creal(product), cimag(product));

    double complex quotient = z1 / z2;
    printf("The quotient: Z1 / Z2 = %.2f %+.2fi\n", creal(quotient), cimag(quotient));

    double complex conjugate = conj(z1);
    printf("The conjugate of Z1 = %.2f %+.2fi\n", creal(conjugate), cimag(conjugate));
    return 0;
}

Arrays of Length Zero

此用法在於可以宣告動態大小的 struct，先看傳統用法

typedef struct{
    int  age;
    char name[10];
}stPerson;

此 struct 大小就是固定 4 byte + 10 byte

如果用以下寫法

typedef struct{
    int  age;
    char name[0];
 }stPerson;

int main(void)
{
    
    // 在配置記憶體時額外加上需要的大小，此例子為 20 
    // 你也可以改為其他大小，藉此達到改變 struct 的 size
    char    nameLen     = 20;
    stPerson *pPerson   = malloc( sizeof(stPerson) + nameLen);

    // Assign
    pPerson->age = 28;
    strncpy(pPerson->name, "Jason", strlen("Jason") + 1);
    printf("Age     = %d\n",pPerson->age);      // 28
    printf("Name    = %s\n",pPerson->name);     // Jason
    
    // 這樣就可以利用 name array 存取自行配置的空間
    printf("Name[0] = %c\n",pPerson->name[0]);  // J
    printf("Name[1] = %c\n",pPerson->name[1]);  // a
    printf("Name[2] = %c\n",pPerson->name[2]);  // s
}

額外參考

Macros with a Variable Number of Arguments.

Macros 使用 ... 表示可傳入多個參數

#define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
int main(void)
{
    debug("%s   \n","Hello");           // 1 個參數
    debug("%s %s\n","Hello","World");   // 2 個參數
    return 0;
}

可以改寫為

#define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)

但以上寫法遇到沒有參數時會有問題，例如

#define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
int main(void)
{
    debug("Hi\n");
    return 0;
}

所以可以加上 ## 來解決

#define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __VA_ARGS__)

## 的其他用法

#define sayHi(Type) func##Type

void funcA(void){ printf("Hi A\n"); }
void funcB(void){ printf("Hi B\n"); }
void funcC(void){ printf("Hi C\n"); }

int main(void)
{
    sayHi(B)(); // Hi B
    return 0;
}

Designated Initializers

初始化 array 的值可以使用

int a[6] = { [4] = 29, [2] = 15 };

// 等於
int a[6] = { 0, 0, 15, 0, 29, 0 };

也可以用 ... 代表一個範圍

int widths[] = { [0 ... 9] = 1, [10 ... 99] = 2, [100] = 3 };

其他用法

int whitespace[256] = { ['A']  = 1, ['B']  = 1, ['\h'] = 1, 
                        ['\f'] = 1, ['\n'] = 1, ['\r'] = 1 };

C

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