如何在 C 語言建立具有可攜性的布林（Boolean）型態

前言

本文說明 C 語言中與布林相關的常見議題，以及在不同語言標準與開發環境下的處理方式，並展示一個具有良好可攜性的布林型態實作。

常見情境

C89

早期的 C（例如 C89）並沒有正式定義布林型態。不過，C 語言本身具有一個簡單的「布林語境」（boolean context）。

在這個語境中：

0
0.0
'\0'（字串結尾）
NULL

會被視為 偽（false），而任何 非零值 則會被視為 真（true）。

如果需要顯式的布林型態，可以使用類似以下的做法：

typedef unsigned char BOOL;
#define TRUE  1
#define FALSE 0

不過，在 C99 之後語言已正式引入布林型態，因此在現代專案中不建議直接加入這組 macro。

C99 及其之後

從 C99 開始，標準函式庫 stdbool.h 明確定義了：

布林型態：bool
真值：true
偽值：false

程式設計者只需要：

#include <stdbool.h>

即可使用標準布林型態，而不需要自行宣告。

C++

C++ 本身也內建布林型態：

bool
true
false

在實務開發中，C 與 C++ 程式碼混合使用並不罕見，因此設計可攜的布林型態時通常需要考慮這個情境。

Objective-C

由於歷史原因，Objective-C 並沒有沿用 C99 的 stdbool.h，而是使用自己的布林定義：

BOOL
YES
NO

無論是 Cocoa 或 GNUstep，通常都建議將 Objective-C Runtime 視為一個相對獨立的運行環境，避免在 Objective-C 程式中混入過多純 C 的自訂型態。

不需要定義布林的情境

在許多情況下，C 程式其實不需要明確定義布林型態。

原因是 C 語言的條件判斷本來就建立在「零與非零」的概念上：

0 或 NULL → 偽（false）
非零值或非 NULL → 真（true）

這個行為在所有 C 標準中都是一致的。

以下是一段示意程式碼：

list_t *lt = list_new();

if (!lt) {
    goto PROGRAM_ERROR;
}

/* Run some code here. */

list_delete((void *) lt);

return EXIT_SUCCESS;

PROGRAM_ERROR:

if (lt) {
    list_delete((void *) lt);
}

return EXIT_FAILURE;

在這段程式中，如果 list_new() 初始化失敗並回傳 NULL，程式就會跳到 PROGRAM_ERROR 標籤處理錯誤流程，最後回傳 EXIT_FAILURE。

整個流程中並沒有使用顯式的布林型態，但程式依然能清楚地表達邏輯，因此在這類情境下 定義布林型態並不是必要條件。

為什麼不直接使用 `stdbool.h`？

在大多數現代 C 專案中，直接使用 stdbool.h 是最簡單且標準的做法。

然而，在某些情況下仍可能需要自訂布林型態，例如：

專案需要支援 C89 或更舊的編譯器
程式碼需要在 C 與 C++ 之間共享
希望維持與 既有 API（例如 Win32 的 BOOL） 一致的命名風格
函式庫希望提供 自包含（self-contained）的型態定義

在這些情境下，提供一個可攜的布林型態標頭檔，能讓程式碼在不同平台與語言標準下保持一致。

跨平台布林宣告

由於不同 C 版本對布林的支援程度不同，綜合上述情境，我們可以設計一個具有良好可攜性的布林標頭檔：

/** @file       boolean.h
 *  @brief      Custom Boolean type for C (portable & self-contained)
 *  @author     ByteBard
 *  @copyright  MIT
 *
 *  Note: Win32 API provides its own BOOL type. This header is not intended for use in Win32 API programming.
 */

#ifndef CLIBS_BOOLEAN_H
#define CLIBS_BOOLEAN_H

#if defined(_WIN32)
    /* On Windows, use the native Win32 BOOL */
    #include <windows.h>

#else  /* Not Windows */

    #ifndef CLIBS_BOOL_DEFINED

        #if defined(__cplusplus)
            typedef bool BOOL;
            #define TRUE  true
            #define FALSE false

        #elif defined(__STDC_VERSION__) && __STDC_VERSION__ >= 199901L
            #include <stdbool.h>
            typedef bool BOOL;
            #define TRUE  true
            #define FALSE false

        #else
            typedef unsigned char BOOL;
            #define TRUE  1
            #define FALSE 0
        #endif

        #define CLIBS_BOOL_DEFINED
    #endif  /* CLIBS_BOOL_DEFINED */

#endif  /* _WIN32 */

#endif  /* CLIBS_BOOLEAN_H */

這個實作考慮了以下幾種情境：

Windows 平台（直接使用 Win32 的 BOOL）
C++
C99 以上版本
舊版 C（例如 C89）

藉由條件編譯，可以讓同一份程式碼在不同平台與編譯器下都能正常運作。

Objective-C 的情境

Objective-C 通常會將 Foundation 視為預設環境，因此自訂布林型態的需求較低。

在這種情況下，本標頭檔通常會顯得多餘，因此本文不特別針對 Objective-C 進行處理。

另見

本標頭檔出自於專案：clibs

If you need a minimal portable boolean implementation for C projects,
you can directly include the header from the clibs repository.

關於作者

位元詩人 (ByteBard) 是資訊領域碩士，喜歡用開源技術來解決各式各樣的問題。這類技術跨平台、重用性高、技術生命長。

除了開源技術以外，位元詩人喜歡日本料理和黑咖啡，會一些日文，有時會自助旅行。

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