使用强类型枚举对类型和子类型进行建模

Modeling types and subtypes with strongly typed enums?

本文关键字:类型 建模 强类型 枚举      更新时间:2023-10-16

我想将ICMP标头定义为pod类型:

struct ICMPHeader
{
    uint8_t   Type;         // ICMP type
    uint8_t   Code;         // Subtype, value is dependent on ICMP type.
    uint16_t  Checksum;     // Error checking data. See RFC 1071
    uint32_t  RestOfHeader; // Varies based on ICMP type and code.
};

对于ICMPType字段,我可以使用强类型枚举来使其更好一点:

enum class ICMPType : uint8_t
{
    EchoReply              = 0,
    Reserved1              = 1,
    Reserved2              = 2,
    DestinationUnreachable = 3,
    SourceQuench           = 4
    // etc...
};
struct ICMPHeader
{
    ICMPType  Type;         // ICMP type
    uint8_t   Code;         // Subtype, value is dependent on ICMP type.
    uint16_t  Checksum;     // Error checking data. See RFC 1071
    uint32_t  RestOfHeader; // Varies based on ICMP type and code.
};

现在,我自然也想将Code字段指定为枚举。如果我可以使用模板专用化语法,那就太好了,但快速测试显示它不起作用:

// Compiler error
template<ICMPType>
enum class ICMPCode;    
template<>
enum class ICMPCode<ICMPType::DestinationUnreachable>
{
    DestinationNetworkUnreachable  = 0,
    DestinationHostUnreachable     = 1,
    DestinationProtocolUnreachable = 2
};

一种选择是将它们包装在结构中:

// Meaning of ICMP code is dependent on ICMP type.
template<ICMPType>
struct ICMPCode;
// Subcodes for DestinationUnreachable
template<> struct ICMPCode<ICMPType::DestinationUnreachable>
{
    enum class Code : uint8_t
    {
        DestinationNetworkUnreachable  = 0,
        DestinationHostUnreachable     = 1,
        DestinationProtocolUnreachable = 2
        // etc...
    };
};
// Access: ICMPCode<ICMPType::DestinationUnreachable>::Code::DestinationHostUnreachable

但是这样做让我觉得我只是在胡闹,把事情弄得太复杂了。

我想这是一个更普遍的问题的具体例子:如何设置类型和子类型的系统?有什么建议吗?

附言:

  • 另请参阅:http://en.wikipedia.org/wiki/Internet_Control_Message_Protocol#Header

示例代码:

#include <iostream>
// Trying to model ICMP types and codes with strongly typed enums
// See also http://en.wikipedia.org/wiki/Internet_Control_Message_Protocol#Header

enum class ICMPType : uint8_t
{
    EchoReply              = 0,
    Reserved1              = 1,
    Reserved2              = 2,
    DestinationUnreachable = 3,
    SourceQuench           = 4
    // etc...
};

// Meaning of ICMP code is dependent on ICMP type.
template<ICMPType>
struct ICMPCode;

// Subcodes for DestinationUnreachable
template<> struct ICMPCode<ICMPType::DestinationUnreachable>
{
    enum class Code : uint8_t
    {
        DestinationNetworkUnreachable  = 0,
        DestinationHostUnreachable     = 1,
        DestinationProtocolUnreachable = 2
        // etc...
    };
};

ICMPCode<ICMPType::DestinationUnreachable>::Code GetReasonWhyDestinationIsUnreachable()
{
    return ICMPCode<ICMPType::DestinationUnreachable>::Code::DestinationHostUnreachable;
}

int main()
{
    std::cout << static_cast<int>(GetReasonWhyDestinationIsUnreachable()) << std::endl;
}

我认为你不能在编译时静态地执行此操作,因为你在运行时更改ICMPType

我建议:

  1. 为要表示的每个code范围创建一个枚举。
  2. 为每个类型创建一个容器(即特定于每个类型的多个ICMPHeader类型,并在那里丢失类型变量)。
  3. 创建一个工厂,该工厂采用原始 ICMP 标头,并使用适当的 ICMPType 枚举生成专用类型之一。

这应该是一种非常灵活的方法,但简单地根据类型转换代码的值可能就足够了,而且更容易处理。

在你的例子中,你只是投射回一个int,虽然它剥离了你刚刚开始实现的一切。

编辑 - 如果你所有的容器都继承自一个公共基类,你可以给出一个通用的GetDescription()方法,然后子级可以填充该方法。像这样抽象出细节可以制作出一个漂亮干净的设计......