c++ - 表示命令包格式的数据结构

Question

我的目的是构建一个配置文件。所以我基本上必须以某种方式表示命令包结构。

当实际数据(二进制)到来时，我想将数据包与此配置文件进行比较，然后对其进行处理(将数据转换为 CSV 格式)。

所以有不同的命令类型。

因此，每次数据包到来时，我都必须获取其操作码并使用配置文件进行检查，并返回代表该数据包格式的适当命令格式。

命令格式可能如下所示:

操作码 - 1 字节 - 整数

命令 - 4 字节 - 字符串

...

所有命令不具有相同数量的字段或相同的格式。

我想检索所有这些详细信息。我可以用 XML 表示它并使用 libxml2 等库解析它。

下面给出了示例 XML 格式:

 <cmd type="Multiplication">
    <field name="opcode" type="string" bytes="4"/>
    <field name="Multiplicand" type="number" bytes="2"/>
    <field name="Multiplier" type="number" bytes="2"/>
 </cmd>

但是这种方法相当慢。

我的想法是以某种方式在结构中表示命令包格式。但由于 C/C++ 不是一种反射语言，因此无法知道结构成员，并且每个结构(命令)需要一个函数来解析它。

请建议一种存储格式的方法，以便一个通用函数只需查看此格式即可解析二进制数据。

• 语言可以是 C 或 C++。
• 性能是重中之重，因此不鼓励使用 XML 和类似类型。
• 首选内存数据结构。

非常感谢任何帮助。

Answer 1

我认为最好的选择是将文件表示为正确命令类型的变体的集合。例如，假设您有三个命令选项:

struct Constant {
    short value;
};
struct UnaryOperation {
    unsigned char opcode;
    short value;
};
struct BinaryOperation {
    unsigned char opcode;
    short value1;
    short value2;
};

表示未知命令。如果您有未知命令，可以将其表示为三种类型的变体:

using Command = std::variant<Constant, UnaryOperation, BinaryOperation>; 

根据命令类型应用函数。假设每个命令都有不同的函数:

short eval(Constant c) {
    return c.value;
}
short eval(UnaryOperation u) {
    switch(u.opcode) {
        // stuff
    }
}
short eval(BinaryOperation b) {
    switch(b.opcode) {
        // stuff
    }
}

我们可以使用std::visit来评估任意Command:

short evaluate_command(Command const& command) {
    short output; 
    // This calls the right overload automatically 
    std::visit(command, [&](auto cmd) { output = eval(cmd); }); 
    return output; 
}

解析命令。 我们可以从定义它的任何类型自动创建一个 std::variant 。这意味着，如果您提供一种方法来根据文件找出命令的内容，那就很容易做到。

enum class OpType : unsigned char {
    ConstantOp, UnaryOp, BinaryOp
};
// Command can be automatically constructed from a Constant, a UnaryOperation, or a BinaryOperation
Command readFromStream(std::istream& i) {
    OpType type;
    unsigned char op;
    short value, value2;

    // Read the type of the operation
    i >> (unsigned char&)type;

    //Return either a Constant, a UnaryOperation, or a BinaryOperation
    switch(type) {
        case OpType::ConstantOp: {
             i >> value;
             return Constant{value};
        }
        case OpType::UnaryOp: {
            i >> op >> value;
            return UnaryOperation{op, value};
        }
        case OpType::BinaryOp {
            i >> op >> value >> value2;
            return BinaryOperation{op, value, value2}; 
        }
    }
}