C 如何在不影响性能的情况下实现基本类型的类型安全性？

我希望c编译器检查简单类型的使用情况。我的首选用法是检查

typedef

s，但即使使用

-Wall

和

-Wextra

也无法做到这一点：

#include <math.h>
#include <stdio.h>

typedef float deg;
typedef float rad;

float sinus( rad angle ) {
    return sin( angle );
}

int main() {
    deg a = 180;
    printf( "The sinus of %g is %g\n", a, sinus(a));
    return 0;
}

#包括
#包括
typedef-float-deg；
typedef-float-rad；
浮动窦（弧度角）{
返回sin（角度）；
}
int main（）{
a度=180；
printf（“%g的窦是%g\n”，a，窦（a））；
返回0；
}

这样编译起来很顺利

因此，我正在考虑使用单成员结构：

#include <math.h>
#include <stdio.h>

typedef struct { float value; } deg;
typedef struct { float value; } rad;

float sinus( rad angle ) {
    return sin( angle.value );
}

int main() {
    deg a = {.value=180};
    printf( "The sinus of %g is %g\n", a, sinus(a));
    return 0;
}

#包括
#包括
typedef结构{float value；}deg；
typedef结构{float value；}rad；
浮动窦（弧度角）{
返回sin（角度值）；
}
int main（）{
度数a={.value=180}；
printf（“%g的窦是%g\n”，a，窦（a））；
返回0；
}

这会产生一个明显的错误（应该是这样的）。然而，我想知道的性能。如果我纠正上述示例，生成的二进制文件大小相同，无论是否经过优化。但是，所生成的部件不同。即使在更复杂的上下文中，编译器能否优化结构？如果没有，是否有其他方法可以实现基本类型的类型安全性

<>我使用的是GCC（91.0），但是如果有帮助的话，我会考虑LLVM。这应该适用于常见的桌面架构，即x86、x86_64、ARM

编辑：我注意到在上面的示例中，您也可以使用

union

而不是

struct

。这同样会产生稍微不同的汇编代码，我也不清楚真实世界的性能后果

我希望c编译器检查简单类型的使用情况。我的首选用法是检查typedefs，但这还没有完成

最近的一个可能的方法是在typedef（或

#pragma

-s）上添加额外的

\uuu属性

，并在执行检查时编写自己的代码（可能同时使用和技术）

请注意，您想要的功能超出了标准C的语义范围，如中所定义

如果允许（并获得资金），我可能（在2021年春季）扩展静态分析器（在本报告中描述）以实现您的目标。另请参见和项目。给我发电子邮件到

basile。starynkevitch@cea.fr

了解更多信息

另一种方法是设计自己的编程语言，并编写编译器。那么会议是相关的

或者根据您的需要进行调整或调整

在所有情况下，预算数个月的专业软件工程师劳动力。意识到

你梦寐以求的检查可以部分自动化，但需要昂贵的开发。 你的问题是：以米为单位的距离除以以秒为单位的持续时间，就得到了速度。以及单位（角度可以是弧度和度）

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IIRC，一些航天器因此类错误而丢失。

这在很大程度上取决于编译器目标体系结构的ABI。x86-64与ARM-64位不同。这还取决于您的编译选项。最近，您是否尝试编译并链接了

gcc-Wall-Wextra-O3-flto

？我使用的是gcc 9.1.0，其中

-Wextra

没有帮助。GCC 10的更改日志没有提到typedefs的警告。如果你给我发电子邮件，请给出一些预算。我的意见是，至少需要5万欧元，也许需要3倍以上。但我现在正在度假，可能会大错特错。我意识到标准C不需要这个检查（尽管我不明白为什么这个功能不应该至少有一个

strict typedef

），但这就是编译器选项的用途，不是吗？考虑到C标准化进程有助于将这些特性推向未来的标准，这对Joe C. Random来说是可行的吗？这取决于你的教育和你的软件工程技能。