c++ - 如果存在则返回一个成员变量

Question

不知何故，我觉得类似的问题有几个答案，但是我找不到最终解决我的问题的方法。所以，我提前道歉: 我有许多传入的消息结构:

struct X_1 //Y_2, Z_x, _...
{
 IncomingHeader incoming_header;
 //.......
};

或传出:

struct A_1 //B_2, C_x, _...
{
 OutgoingHeader outgoing_header;
 //.......
};

消息头只有两种类型:

struct IncomingHeader
{
  A a;
  B b;
};


struct OutgoingHeader
{
  A a;
  B b;
  char c[SIZE};
};

//If it helps, eventually I am only interested in a and b in header structs.

在解码过程中的某个时刻，我需要一个 get_header() 函数来返回 header 成员(incoming_header 或 outgoing_header)。 有没有办法解决这个问题？ (我使用的是 boost 1.46 而不是 C++11)

Answer 1

好吧，Walter 通过引入通用基类型来解决这个问题。但通常有 2 种方法可以处理编码/编码数据。

• 将网络字节直接映射到数据结构，例如C/C++ POD 类型
• 使用独立于系统的数据表示格式，例如Google Protobuf、XDR、ASN.1 等等(甚至是非二进制的，如 XML、JSON、YAML...)

案例一:POD类处理

C/C++ POD

其实我唯一不同意Walter的想法的地方就是引入了虚基类。特别是，因为类型不再是 POD并且无法将其 1:1 映射到网络字节，需要复制数据。

通常，您示例中的 A、B 类型被设计为 POD。这允许非常有效地编码/解码它们而无需复制。

假设您有某事。喜欢:

struct incoming_header
{
  std::int32_t a;
  std::int64_t b;
};

struct outgoing_header
{
  std::int32_t a;
  std::int64_t b;
  char c[SIZE};
};

这里我们使用C++ standard's guaranteed length integers确保我们处理准确长度的字段。不幸的是，标准定义它们是可选的，因此可能无法在您的目标平台上使用(对于完全成熟的 HW 实际上很少，并且在某些嵌入式 HW 上可能是这种情况)。

发送 POD

现在因为这些类型是 POD，我们可以通过简单地将它们的字节推送到网络来简单地发送它们。

所以下面的伪代码是完全OK的:

outgoing_header oh{...};
send(&oh, sizeof(oh));

接收 POD

通常你知道如何(从你的协议(protocol)中你需要多少字节)，假设它们都被复制到连续的缓冲区中，你可以获得对该缓冲区的正确 View 。假设我们此时不处理大/小端问题。然后网络代码通常会为您接收字节并说明这些字节有多少。

所以在这一点上，让我们相信我们现在只能接收 outgoing_header 并且我们的缓冲区足够大以包含整个消息长度。

然后代码通常类似于:

constexpr static size_t max_size = ...;
char buf[max_size]{};

size_t got_bytes = receive(&buf, max_size);

// now we need to interpret these bytes as outgoing_header
outgoing_header* pheader = reinterpret_cast<outgoing_header*>(&buf[0]);

// now access the header items
pheader->a;
pheader->b;

不涉及拷贝，只是一个指针转换。

解决您的问题

通常，任何二进制协议(protocol)都有一个通用的 header ，发送方和接收方都可以依赖。有编码，携带的是什么消息，多长时间，可能是协议(protocol)版本等。

您需要做的是引入一个通用 header ，在您的情况下它应该携带字段a 和b。

struct base_header
{
  std::int32_t a;
  std::int64_t b;
};

// Note! Using derivation will render the type as non-POD, thus aggregation
struct incoming_header
{
  base_header base;
};

struct outgoing_header
{
  base_header base;
  char c[SIZE};
};

现在 incoming_header 和 outgoing_header 都是 POD。您需要在这里做的是将您的缓冲区转换为指向 base_header 的指针，并获取感兴趣的 a 和 b:

base_header* pbase_header = reinterpret_cast<base_header*>(&buf[0]);
do_smth(pbase_header->a, pbase_header->b);

案例2:系统无关的数据表示格式

该方法的替代方法是使用 boost::variant类或者如果你切换到C++17 std::variant .如果您不能拥有 POD 并且拥有某种带有自定义编码/解码库的自定义序列化格式，例如Google Protobuf 或类似工具...

使用变体，您可以定义您的协议(protocol)，即可能到达的消息/ header :

typedef boost::variant<boost::none, IncomingHeader, OutgoingHeader> message_header;

message_header get_header(char* bytes, size_t size)
{
  // dispatch bytes and put the message to variant:
  // let's say we get OutgoingHeader
  OutgoingHeader h{/* init from bytes here */};
  return h; // variant has implicit ctor to accept OutgoingHeader object
}

现在您可以使用手工制作visitor键入以获取所需的值:

struct my_header_visitor
{
  typedef void result_type;

  explicit my_header_visitor(some_context& ctx)
    : ctx_{ctx}
  {}

  template<class T>
  result_type operator()(T const&)
  {
    // throw whatever error, due to unexpected dispatched type
  }

  result_type operator()(OutgoingHeader const& h)
  {
     // handle OutgoingHeader
     ctx_.do_smth_with_outgoing_header(h);
  }

  result_type operator()(IncomingHeader const& h)
  {
    // handle IncomingHeader
    ctx_.do_smth_with_incoming_header(h);
  }

private:
  some_context& ctx_;
};

my_header_visitor v{/* pass context here */};
message_header h {/* some init code here */};
boost::apply_visitor(v, h);

附言如果你有兴趣了解为什么需要 variant 或调度是如何工作的，你可以阅读 Dr. Dobbs 中 Andrei Alexandrescu 关于受歧视 union 的系列文章:

• Discriminated Unions (I)
• Discriminated Unions (II)
• Generic: Discriminated Unions (III)