¿Sería posible agregar inferencia de tipos al lenguaje C?

Question 1

Digamos que creamos una reimplementación de C, con la única diferencia de que se infieren los tipos. Aún sería necesario proporcionar clases de almacenamiento y modificadores (const, static, restrict, etc.), y restrinjamos nuestra atención a los programas C de un solo archivo por el momento. ¿Se podría hacer? ¿Cuáles son los principales impedimentos?

Algunas ideas sobre lo que podría causar problemas con la inferencia de tipos

las estructuras con el mismo nombre de campo deberían eliminarse manualmente
lo mismo para uniones con los mismos nombres de campo
casts probablemente necesitaría una anotación “desde”, algo así como
```
var i = (uint32_t -> uint64_t) *some_pointer;
```

Estos problemas requerirían un poco de anotación por parte del usuario, pero no deberían ser demasiado complicados, ¿hay algún problema grave que haga esta idea fuera del agua?

Editar: para aclarar, no estoy hablando de agregar genéricos o polimorfismo paramétrico, solo escriba inferencia para los tipos C existentes.

Editar 2014: cualquier persona interesada en este concepto puede querer investigar Óxido

Question 2

GCC 5.1 admite:

__auto_type extensión, análoga a C++11 auto
typeof extensión, análoga a C++11 decltype
```
/* Same as: double j = 0.5; */
typeof(1 + 0.5) j = 0.5;
assert(j == 0.5);
```
Ejemplo del kernel de Linux: ¿Cómo funciona la macro de verificación de tipos del kernel de Linux?
_Generic Palabra clave de C11: sintaxis y uso de muestra de _Generic en C11
```
__auto_type i = 1;
assert(_Generic((i), int: 1, default: 0));
```

Question 3

C promueve algunos tipos automáticamente, lo que complica las cosas. Pero para que funcione, debe tener un par de diferencias adicionales con respecto a C tal como existe: en este momento, el estándar aún admite hasta cierto punto los programas K&R C heredados, y eso requiere que los tipos no especificados se manejen de maneras particulares. (Ver, por ejemplo, las reglas para parámetros de funciones en ausencia de prototipos. También solía ser posible especificar funciones y variables con No tipo, y estarían predeterminados a (int). (¿Cómo para las variables? Solo clase de almacenamiento. static foo;)) Todo este manejo de tipos heredados tendría que eliminarse antes de poder agregar un nuevo mecanismo de tipos implícitos.

Question 4

Inferir tipos de funciones polimórficas requeriría extensiones dramáticas al sistema de tipo C. Ejemplo

length(p) {
  if (p == NULL) return 0;
  else return 1 + length(p->next);
}

Este código tiene que funcionar en cualquier puntero a una estructura (o una unión) con un next campo. Podría verificar el polimorfismo de filas, pero al menos, su nuevo sistema de tipos tendrá que ser mucho más expresivo que el sistema de tipos C.

Otro problema apremiante es la sobrecarga + operación. ¿Qué tipo tiene por defecto? ¿Quieres que se sobrecargue en cualquier tipo numérico, como Haskell o C++? Si es así, más extensiones grandes al sistema de tipos.

La lección más grande es no hagas esto. Los méritos de C (como lenguaje, aparte de las muchas excelentes API disponibles en C) son

Tienes control total sobre la representación de tus datos.
Cualquier persona que inspeccione el código fuente puede predecir fácilmente los costos de tiempo y espacio.

Esta agenda no es realmente compatible con el polimorfismo, y el polimorfismo es un beneficio principal de la inferencia de tipos. Si lo que desea es la inferencia de tipos, elija uno de los muchos lenguajes excelentes (F#, Haskell, ML) que lo admiten de forma nativa.

Question 5

C tiene un conjunto complicado de reglas con respecto a la promoción y conversión de tipos que las personas encuentran confusas incluso cuando realmente pueden ver los tipos con los que están tratando. Sospecho que incluso si C tuviera inferencia de tipos, sería necesario declarar tipos para evitar errores ridículos cada tercera función.

Question 6

es posible hacer alguno escriba inferencia en C. Eche un vistazo a esta herramienta: http://cuda.dcc.ufmg.br/psique-c. Puede escribir parte de un programa allí y reconstruirá las declaraciones de tipo que faltan. Por ejemplo, si lo alimentamos con una variación del programa de Norman:

int length(T p) {
  if (p == NULL) return 0;
  else return 1 + length(p->next);
}

Entonces psyche-c encuentra estas declaraciones:

#include <stdint.h>
#define NULL ((void*)0)
typedef int bool;
bool false = 0;
bool true = 1;
typedef  struct T {struct T* next;}* T;

Este tipo de reconstrucción de tipos es útil para completar el código, por ejemplo.

Question 7

Algunas situaciones en las que, creo, los tipos inferidos no podrían usarse:

punteros necesitan un tipo definido
las matrices necesitan un tipo definido
los parámetros de función necesitan un tipo

Creo que podría funcionar en algunos casos, en su mayoría variables locales simples.

Incluso algo tan simple como calcular una suma de comprobación necesita un tipo definido

crc8 = 0x00; /* 8 bits; cf uint8_t crc8 = 0; */
crc32 = 0x00000000; /* 32 bits; cf uint32_t crc32 = 0; */

Se podría hacer, para un uso limitado.

¿Ha sido útil esta solución?