c++函数，它在不使用模板的情况下接受任何数据类型

c++ function that takes any data type without using templates?

本文关键字：情况下 数据类型 任何 函数 c++      更新时间：2023-10-16

我有一个赋值，它要求为任何数据类型编写一个函数。该函数应该打印结构的字节，识别数据结构使用的字节总数，并区分用于成员的字节和用于填充的字节。

我的第一反应，和大多数类的反应一样，就是使用模板。这允许您编写一次函数，并收集传递到函数中的对象的运行时类型。使用memset和typeid可以很容易地完成所要求的内容。然而，我们的教授刚刚看到了我们关于模板和该死的模板的讨论。

看到这件事后，我陷入了困境，我正在寻找一点指导，作为绕过这件事的最佳方式。我研究过的一些事情：

  • 带有显式类型转换的void指针（这看起来会很混乱）
  • 基类只有虚拟函数，所有数据结构都从中继承，这样做似乎有点奇怪
  • 与我们的每个数据结构都有"友谊"的基类
  • 为问题集中的每个数据结构重写一个函数（我认为这是最糟糕的解决方案）

希望我忽略了一个常见的c++工具，有人有什么想法吗？

尽可能愚蠢地对待函数，事实上，把它当作什么都不知道，所有信息都必须传递给它。

功能参数：

  • 结构地址，作为uint8_t *。（需要打印字节）
  • 结构大小，以字节为单位。（需要打印字节并打印总尺寸）
  • 成员信息的向量：成员长度或成员使用的字节数之和

需要向量来满足打印成员使用的字节和填充使用的字节的要求。您可以选择传递成员的总和。

示例：

  void Analyze_Structure(uint8_t const *  p_structure,
                         size_t           size_of_structure,
                         size_t           size_occupied_by_members);

这个赋值的技巧是找出如何让调用函数确定这些项。

希望这能有所帮助。

编辑1:

struct Apple
{
  char    a;
  int     weight;
  double  protein_per_gram;
};
int main(void)
{
  Apple granny_smith;
  Analyze_Structure((uint8_t *) &granny_smith,
                    sizeof(Apple),
                    sizeof(granny_smith.a)
                    + sizeof(granny_smith.weight)
                    + sizeof(granny_smith.protein_per_gram);
  return 0;
}

我有一个任务，要求为任何数据类型编写一个函数。

这意味着要么是模板（你的教授驳回了），要么是void*，要么是可变数量的参数（类似于printf）。

该功能应该打印结构的字节

void your_function(void* data, std::size_t size)
{
    std::uint8_t* bytes = reinterpret_cast<std::uint8_t*>(data);
    for(auto x = bytes; x != bytes + size; ++x)
        std::clog << "0x" << std::hex << static_cast<std::uint32_t>(*x) << " ";
}

[…]，并标识数据结构使用的字节总数，同时区分用于成员的字节和用于填充的字节。

在这一点上，我迷失了方向：用于填充的字节（根据定义）不是结构的一部分。考虑：

struct x { char c; char d; char e; }; // sizeof(x) == 3;
x instance{ 0, 0, 0 };
your_function(&instance, sizeof(x)); // passes 3, not 4 (4 for 32bits architecture)

理论上，您也可以将alignof(instance)传递给函数，但这不会告诉您内存中字段的对齐方式（据我所知，它还没有标准化，但我可能错了）。

这里有几种可能性：

  1. 你的教授学会了"；"黑客"；C++，在10或20年前被认为是好代码，但没有更新他的知识（C风格的代码、指针、直接内存访问和"智能黑客"都在这里）。

  2. 他不知道如何准确地表达自己想要的东西，也不知道使用什么术语（"为任何数据类型编写函数"太模糊了：作为一名开发人员，如果我得到了这项任务，首先要做的就是询问细节，比如"如何使用它？"answers"期望的函数签名是什么"）。

    例如，这可以通过宏在一定程度上实现，但如果他希望你用宏代替函数和模板，你可能应该考虑更换教授。

  3. 他的意思是，你应该编写一些任意的数据类型（比如我上面的struct x），并围绕它定义你的API（不太可能）。

我不确定这样的函数是否可以在没有最少内省的情况下构建：你需要知道结构成员是什么，否则你只能访问结构的大小。

不管怎样，这是我的建议，只要代码的用户"合作"，就可以在不进行内省的情况下工作。

函数将使用void*和size_t作为结构的地址和sizeof的参数。

0）允许用户创建所需类型的结构。

1） 让用户调用一个将所有字节设置为0的函数。

2） 让用户为结构的每个字段分配一个值。

3） 让用户调用您的一个函数，该函数会记录仍为0的每个字节。

4） 让用户调用一个将所有字节设置为1的函数。

5） 让用户再次为结构的每个字段分配一个值。（与第一次相同的值！）

6） 让用户调用您的函数，并计算之前标记为1 and的字节。这些是填充字节。

尝试先使用值0，然后使用值1的原因是用户分配的值可能包括字节0；但它们不能同时是字节0和字节1，因此其中一个测试将排除它们。

struct _S { int I; char C } S;
Fill0(S, sizeof(S));
// User cooperation
S.I= 0;
S.C= '';
Mark0(S, sizeof(S)); // Has some form of static storage
Fill1(S, sizeof(S));
// User cooperation
S.I= 0;
S.C= '';
DetectPadding(S, sizeof(S));

您可以将所有这些打包到一个函数中，该函数采用回调函数参数来执行成员分配。

void Assign(void* pS) // User-written callback
{
  struct _S& S= *(struct _S)pS;
  S.I= 0;
  S.C= '';
}
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