本文主要是介绍一个极简鲁棒的C语言的动态数据类型扩展，取代诸如C++/Rust那些愚蠢的东西，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
项目地址：https://github.com/shajunxing/banana-cvar
我用过很多高级语言，喜欢简单的东西，讨厌C++，一直在想C语言能不能用最简洁的手段扩充动态语言特性，并且支持垃圾回收呢？偶然迸发出灵感，网上查了查没有人做过，那么开始动手吧。
思路很简单：
- 首先定义存储动态变量的结构体var，变量类型简单起见，参照Json标准，null/boolean/number/array/object足够用了，动态变量的使用均采用指针指向堆上分配内存的方式，所有动态变量都托管在pvarroot全局链表上。
- 然后定义存储栈变量信息的结构体ref，栈变量就是c源代码里定义的var *变量，称之为引用，通过vdeclare/vassign宏登记引用的地址以及指向动态变量的地址，登记在全局链表prefroot上。
- 最后最关键的，在垃圾收集阶段，如果引用现在指向的地址与先前登记指向的地址不同，就意味着该引用已失效（比如函数调用返回后栈值变化了、或者人为修改了），执行删除操作，把有效引用指向的动态变量（array/object需要递归）标记为正在使用中，然后对未使用的动态变量执行删除操作。
- 后续按需扩充功能，考虑设计一套扩展的动态语法，并写个翻译器翻译成c代码。
- 全局变量很少，如果需要多线程支持，可以包进结构体里并作为函数参数传递，但我认为没有必要，且每个线程一套，又不能相互交互，怎么看怎么别扭。
为了遵循大部分动态语言的使用习惯，规定以下的设计准则：
- 务必用宏vdeclare/vassign/var创建动态变量，如无必要，勿直接操作var *指针，除非你知道自己在做什么；游离在外的var *指针没有调用refer登记为引用的，相当于弱引用，垃圾回收时候会被删除；未分配的var *指针（指向NULL）在大部分函数里都会异常退出。
- 将a变量赋值给b变量，实际传递的是地址；为了节省内存，null/true/false都是全局常量；所有赋number/string原始值的，都是创建新变量，而非修改原变量；array/object另有一套增删改的函数。
- 对于异常处理，所有无法恢复的错误均执行exitif宏退出进程。
- 我也忘了使用到C语言最新标准的什么特性，反正最新版本GCC编译通过就是了，包含MinGW的makefile，别的操作系统自行修改。
- 这不是玩具，我的想法是用它替代C++/Rust之类走入歧途的复杂东西，反正我测试过程中还没有发现内存泄露等严重问题。
- 函数命名规范：可选缩写+完整单词+可选后缀，缩写的含义如下，当前用到的后缀只有一个，_s表示字符串参数带长度参数的安全函数，C语言字符串字面量可以安全使用不带_s的函数，别的情况建议用带_s的。
| 缩写 | 说明 |
|---|---|
| v | 动态类型的变量 |
| r | 引用 |
| z | zero、zilch、zip，表示null，参见https://www.englishtrackers.com/english-blog/zero-zilch-zip-nil-nought-nothing-whats-the-difference/ |
| b | boolean |
| n | number |
| s | string |
| a | array |
| o | object |
| w | world、whole，表示整体的、全局的 |
| sb | stringbuffer辅助工具 |
以下是函数/宏列表，以及对应的常见动态语言的语法（你一看就懂），和举例：
| 函数/宏 | 动态语法 | 说明/例子 |
|---|---|---|
| dump() | 打印所有常量、变量和引用信息 | |
| void gc() | 垃圾回收 | |
| vassign(a, b) | a = b | |
| vdeclare(a, b) | var a = b | |
| struct var *znew() | 返回指向null常量的地址 | |
| zdeclare(a) | var a = null | |
| struct var *bnew(bool b) | 返回指向true/false常量的地址 | |
| bdeclare(a, b) | var a = true | bdeclare(a, true) |
| bool bvalue(struct var *pv) | 返回boolean变量的原始值 | |
| struct var *nnew(double n) | 创建number变量 | |
| ndeclare(a, b) | var a = 3.14 | ndeclare(a, 3.14) |
| double nvalue(struct var *pv) | 返回number变量的原始值 | |
| var *snew_s(const char *s, size_t slen) var *snew(const char *sz) | 创建string变量 | |
| sdeclare(a, b) | var a = “hello” | sdeclare(a, “hello”) |
| char *svalue(struct var *pv) | 返回string变量的原始值（指向\0结尾的字符数组） | |
| size_t slength(struct var *pv) | a.length() | 返回字符串长度 |
| struct var *sconcat(size_t num, …) | var a = “hi” var b = “all” var c = a + b | sdeclare(a, “hi”) sdeclare(b, “all”) vdeclare(c, sconcat(2, a, b)) |
| var *anew(size_t num, …) | var a = [null, true, 3.14, “hello”] | 创建包含0个或多个成员的array变量 vdeclare(a, anew(4, znew(), bnew(true), nnew(3.14), snew(“hello”))) |
| adeclare(a) | var a = [] | |
| void aclear(struct var *pv) | v.clear() | 清空数组 |
| size_t alength(struct var *pv) | v.length() | 返回数组长度 |
| void apush(struct var *pv, struct var *pval) | v.push(val) | 数组末端插入，长度+1 |
| struct var *apop(struct var *pv) | v.pop() | 数组末端弹出，长度-1 |
| void aput(struct var *pv, size_t idx, struct var *pval) | v[idx] = val | 数组指定下标写入替换原有值，下标越界则程序退出 |
| struct var *aget(struct var *pv, size_t idx) | v[idx] | 取数组指定下标的值，下标越界则程序退出 |
| asort(…) | 数组排序，未实现 | |
| struct var *onew() | 创建空对象 | |
| odeclare(a) | var a = {} | |
| void oclear(struct var *pv) | v.clear() | 清空对象 |
| size_t olength(struct var *pv) | v.length() | 返回对象的元素数量 |
| void oput_s(struct var *pv, const char *key, size_t klen, struct var *pval) void oput(struct var *pv, const char *key, struct var *pval) | v[key] = val | 写入键值对 |
| struct var *oget_s(struct var *pv, const char *key, size_t klen) struct var *oget(struct var *pv, const char *key) | v[key] | 读取键对应的值，注意可能返回NULL，程序务必要做判断 |
| struct var *vtojson(struct var *pv) | json化任意变量，结果以字符串变量返回，注意：禁止套娃，循环嵌套的忽略 | |
| tojson(pv) | print([null, [3.140000, “hi”], false]) | 返回变量json化后的C字符数组，用于printf等函数 printf(tojson(anew(3, znew(), anew(2, nnew(3.14), snew(“hi”)), bnew(false)))) |
| fromjson(…) | 解析json字符串，构建变量，未实现。 |
更多示例代码，参见test_var.c
这篇关于一个极简鲁棒的C语言的动态数据类型扩展，取代诸如C++/Rust那些愚蠢的东西的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
