C99 复杂支持与 visual studio

Question

我想使用 C99 中定义的复数，但我需要支持不支持它的编译器(想到 MS 编译器)。

我不需要很多功能，在没有支持的编译器上实现所需的功能也不是太困难。但是我很难实现“类型”本身。理想情况下，我想做类似的事情:

#ifndef HAVE_CREAL
double creal(complex z)
{
/* .... */
}
#endif

#ifndef HAVE_CREALF
float creal(float complex z)
{
/* ... */
}
#endif

但是如果编译器无法识别“浮点复数”，我不确定我该如何做到这一点。我实际上认为这是不可能的，但是 Dinkumware 的 C 库似乎另有说明。解决办法是什么 ？我不介意使用函数/宏来对类型进行操作，但我需要一种方法来为复数赋值，并以与 C99 兼容的方式取回其实部/虚部。

解决方案

我最终做了这样的事情:

#ifdef USE_C99_COMPLEX
#include <complex.h>
typedef complex my_complex;
#else
typedef struct {
  double x, y;
} my_complex;
#endif

/*
 * Those unions are used to convert a pointer of my_complex to native C99
 * complex or our own complex type indenpendently on whether C99 complex
 * support is available
 */
#ifdef USE_C99_COMPLEX
typedef union {
    my_complex my_z;
    complex c99_z;
} __complex_to_c99_cast;
#else
typedef union {
    my_complex my_z;
    my_complex c99_z;
} __complex_to_c99_cast;
#endif

对于类型定义，如下定义一组复杂的函数:

#ifndef HAVE_CREAL
double my_creal(my_complex z)
{
    union {
            my_complex z;
            double a[2];
    } z1;
    z1.z = z;
    return z1.a[0];
}
#endif

#ifdef HAVE_CREAL
my_complex my_creal(ny_complex z)
{
    __complex_to_c99_cast z1;
    __complex_to_c99_cast ret;

    z1.my_z = z;
    ret.c99_z = creal(z1.c99_z);
    return ret.npy_z;
}
#endif

这有点复杂，但这使我能够在可用时轻松重用 C 库函数，并且可以通过代码生成器部分自动化。

Answer 1

无论您做什么，都无法在非 C99 编译器中正确解析“float complex”。所以不要写那个，做一些typedefs。如果您只需要支持一种复杂类型，那就容易多了，所以我将仅使用 float complex 进行演示。

首先，定义类型:

#if __STDC_VERSION__ >= 199901L
//using a C99 compiler
#include <complex.h>
typedef float _Complex float_complex;
#else
typedef struct 
{
    float re, im;
} float_complex;
#endif

然后，我们需要能够创建复数，并模拟 creal 和 cimag。

#if __STDC_VERSION__ >= 199901L
//creal, cimag already defined in complex.h

inline complex_float make_complex_float(float real, float imag)
{
   return real + imag * I;
}
#else
#define creal(z) ((z).re)
#define cimag(z) ((z).im)

extern const complex_float complex_i; //put in a translation unit somewhere
#define I complex_i
inline complex_float make_complex_float(float real, float imag)
{
    complex_float z = {real, imag};
    return z;
}
#endif

接下来，编写封装加法、减法、乘法、除法和比较的函数。

#if __STDC_VERSION__ >= 199901L
#define add_complex(a, b) ((a)+(b))
//similarly for other operations
#else //not C99
inline float_complex add_complex(float_complex a, float_complex b)
{
  float_complex z = {a.re + b.re, a.im + b.im};
  return z;
}
//similarly for subtract, multiply, divide, and comparison operations.

请注意，在上面的代码中，add_complex(c, 5) 在 C89 模式下不起作用，因为编译器不知道如何将 5 变成复数。在没有编译器支持的情况下，这是一个在 C 中修复的棘手问题——您必须求助于新的 tgmath.h 使用的技巧，这些技巧是特定于编译器的。

不幸的是，所有这一切的结果是，像 a+b 这样的漂亮的 C99 语法必须写成 add_complex(a, b) 来添加复数。

另一种选择(如另一张海报所指)是在非 C99 编译器上使用 C++ std::complex。如果您可以将内容包装在 typedef 和 #ifdef 中，这可能没问题。但是，您需要 C++ 或 C99。